بررسي عددي تاثير رزوناتور هلمهولتز بر عملكرد اجكتور سرعت پايين

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

رزوناتور هلمهولتز يك جفت حفره متصل به يك مجرا است كه ريزش گردابه در لبه ي آن، باعث توليد موج آكوستيك و نوسانهاي فشاري هارمونيك در آن ميشود. نوسانهاي فشاري داخل حفره خود باعث ايجاد نوسان در ميدان سرعت سيال در مجراي متصل به حفره ميگردد. دامنه و فركانس نوسانهاي فشاري داخل حفره به پارامترهاي مختلفي از جمله هندسه حفره و سرعت جريان آزاد وابسته است. در پژوهش حاضر، ابتدا، شبيه سازي عددي گذراي يك جفت حفره مقابل هم كه بر روي يك مجراي اصلي نصب شده اند، صورت گرفت و نحوه شكل گيري نوسانهاي فشاري و جرياني مورد بررسي قرار گرفت. به منظور دستيابي به نوسان فشاري هارمونيك با دقت مناسب در دامنه و فركانس، شرايط مرزي و مدلهاي آشفتگي مختلفي مورد ارزيابي قرار گرفت. در نهايت، مدل آشفتگي K-ε به دليل مناسب و متقارن بودن دامنه نوسان، هارمونيك شدن نوسان و شبكه بندي سبكتر جهت كاهش هزينه هاي محاسباتي انتخاب شد. نتايج حل عددي گذرا نشان داد، حفره ها بصورت يك در ميان پر و خالي ميشوند كه خود باعث ايجاد دامنه فشاري مثبت و منفي در جفت حفره روبروي هم و نوسانهاي عرضي ميدان سرعت در مجراي اصلي ميشود. براي صحت سنجي نتايج نيز، فركانس و دامنه نوسانهاي فشاري با نتايج تجربي موجود مقايسه شد. در بخش دوم اين پژوهش، تأثير استفاده از رزوناتور هلمهلتز بصورت تك جفت و دوجفت روي محفظه اختلاط يك اجكتور سرعت پائين بمنظور افزايش اختلاط بهتر جريان هاي اوليه و ثانويه و افزايش دبي جرمي ثانويه بصورت عددي مورد بررسي قرار گرفت. ابعاد هندسي رزوناتور هلمهلتز با توجه به سرعت تقريبي جريان در محفظه اختلاط و با استفاده از معادلات تئوري – تحليلي موجود بدست آمد. سپس، حالتهاي مختلف قرارگيري تك جفت و دو جفت حفره مورد بررسي عددي قرار گرفت. مشاهده ميدان جريان گذرا در همه حالتها نشان داد برخلاف نتايج بخش قبلي، حفره هاي روبروي هم بصورت همزمان پر و خالي ميشوند كه باعث ايجاد نوساناهاي طولي و پالسي در ميدان سرعت محفظه اختلاط ميگردد. همچنين، مقايسه حالتهاي مختلف نشان داد، استفاده از دوجفت حفره نزديك به هم در ابتداي محفظه اختلاط بيشترين تأثير روي افزايش دامنه نوسانات فشاري و در نتيجه افزايش عملكرد اجكتور را دارد. بر اين اساس، در حالت تك جفت حفره در ابتداي محفظه، راندمان مكش به اندازه 3/2% و در حالت دو جفت حفره نزديك به هم در ابتداي محفظه، نيز راندمان مكش به اندازه 8/3% نسبت به حالت بدون حفره افزايش يافته است. در بخش پاياني، تأثير افزايش عرض محفظه اختلاط روي افزايش راندمان مكش اجكتور در حالت بدون حفره و دوجفت حفره نزديك به هم در ابتداي محفظه اختلاط مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد، تأثير افزايش عرض محفظه اختلاط روي افزايش دبي ثانويه در حالت دوجفت حفره بيشتر از حالت بدون حفره است. بر طبق نتايج بدست آمده حالت دو جفت حفره نسبت به حالت بدون حفره به اندازه 25/26% راندمان مكش را افزايش داده است. همچنين، منحني عملكرد اجكتور با و بدون دوجفت حفره به ازاي يك عرض محفظه اختلاط بصورت عددي بدست آمد و مورد مقايسه قرار گرفت كه نشان داد، برگشت جريان در محفظه اختلاط اجكتور با دو جفت حفره در فشارهاي خروجي بيشتري نسبت به اجكتور بدون حفره رخ ميدهد.

210565

تبديل انرژي

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان

ايمان چيت ساز

محمد رضا توكلي نژاد، مسعود مددالهي

مهدي نيلي احمد آبادي