تحليل عددي ميدان جريان و دماي يك رديف جت هاي تزريقي مقابل هم

كارشناسي ارشد

در رصاله حاضر ،با توجه به اهميت جتهاي تزريقي مقابل هم و اختلاط آنها در يك جريان اصلي در بسياري از كاربردها از جمله خنك كردن هواي خروجي از ناحيه رقيق سازي محفظه احتراق توربين گاز ،ابتدا به تدوين روش طراحي مقدماتي محفظه احتراق پرداخته شده است و در راستاي تعيين ابعاد سوراخهاي تزريق هوا در نواحي ثانويه و رقيق سازي محفظه احتراق و به منظور دستيابي به يك پروفيل دماي مناسب در خروجي ناحيه رقيق سازي ، پارامترهاي مختلف موثر بر نفوذ و اختلاط يك رديف جت هاي تزريقي مقابل هم مورد بررسي و تحليل عددي قرار گرفته است . اهميت پروفيل دماي گازهاي خروجي از محفظه احتراق به حدي است كه عمر پره هاي توربين را تعيين مي كند . به منظور تعيين توانمندي روشهاي عددي در پيش بيني مناسب ميدان حل ،بررسي ها در دو حد نسبت شار مومنتم جت به جريان اصلي (j=pjvj2/PmVm2 ) ، و به كمك روش حجم محدود و با بهره گيري از نرم افزار فلوئنت FLUENT انجام گرفته است . به منظور تحليل ميدان جريان و با توجه به طبيعت آشفته جت هاي تزريقي (با توجه به سرعت جت و ابعاد سوراخ تزريق هوا )مدل آشفتگي ε κ− استاندارد به دليل نرخ مناسب همگرايي ، براي بسته شدن سيستم معادلات استفاده شده است . تحليل به صورت دو بعدي و سه بعدي انجام شده است . با توجه بع طبيعت سه بعدي جت هاي تزريقي (به دليل وجود گردابه ها و معادلات سه بعدي حاكم بر ديناميك آنها )از تحليل دو بعدي به منظور بررسي پارامترهاي هندسي و شرايط مرزي استفاده شده است . نتايج با مجموعه كارهاي تجربي ويتيگ و همكاران Wittig et al مقايسه شده است . در حد پاييني نسبت شار مومنتم 25 = J نتايج مطابقت خوبي با نتايج تجربي موجود نشان مي دهند . با افزايش نسبت شار مومنتم در 60 = J دقت حل عددي كاهش يافته و بخصوص بيشترين اختلاف 19 درصد در مجاورت مرزهاي پريوديك جت ها مشاهده مي شود . در پايان ،پارامترهاي هندسي شامل فاصله پريوديك جت ها در سه حالت cm 1 = S ،cm 2 = S و cm 3 = S ، قطر سوراخ تزريق (mm 2 = D ،mm 4 = D وmm 8 = D ) نسبت شار مومنتم (J ) بعنوان مهمترين پارامتر جريان (در محدوده اي فراتر از نسبت متداول آن از 100 = J تا 200 = J بررسي كمي و كيفي شده و با مقدار بهينه آن ( رابطه هولدمن )مقايسه شده اند .

198931

دانشگاه علم و صنعت ايران

مكانيك

دكتر فرزاد بازديدي تهراني