دانشگاه صنعتی ارومیه
دانشکده فنی و مهندسی
گروه مهندسی مکانیک
عنوان:
بررسی عددی تأثیر ابعاد هندسی نازلهای تزریق جهت افزایش عملکرد سرمایشی دستگاه ورتکس تیوب
استاد راهنما :
دکتر نادر پورمحمود
دکتر ایرج میرزایی
پایان نامه کارشناسی ارشد رشته مکانیک گرایش تبدیل انرژی
مهر ماه 1392
چکیده
در این مطالعه، با استفاده از تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی، سعی بر آن شده است که ابعاد بهینه برای نازلهای تزریق دستگاه ورتکس تیوب بدست آید. بدین منظور شبیه سازی عددی برای مقادیر مختلف طول، عرض و ارتفاع نازلهای تزریق انجام گرفته و سایر ابعاد ورتکس تیوبهای مدل شده برای تمام مدل ها یکسان در نظر گرفته شده است که همان ابعاد دستگاه ورتکس تیوب اسکای و همکاران می باشد. نتایج عددی برای جریان های آشفته و تراکم پذیر با استفاده از مدل توربولانس استانداردk-ε به دست آمده اند. هدف اصلی این مطالعه عددی بدست آوردن حداقل دمای ممکن در خروجی سرد با تغییر ابعاد نازلهای تزریق میباشد. در بررسی حاضر، به بررسی فشار در محفظه چرخش و رابطه آن با دمای خروجی سرد دستگاه پرداخته شد که در نهایت به ازای مقادیر خاصی از ابعاد نازلهای تزریق، جدایش انرژی بهتری حاصل شده است. در نهایت برخی از نتایج حاصل از کار عددی با نتایج تجربی مقایسه شده اند که مطابقت قابل قبولی بین آنها وجود دارد.
کلمات کلیدی
ورتکس تیوب، نازل، جدایش دمایی، شبیه سازی عددی، محفظه چرخش ، جریان های برگشتی.
فهرست مطالب
فصل اول: مقدمه
1-1 رانکیو-هیلش ورتکس تیوب 1
1-2 تحقیقات رانکیو 2
1-3 تحقیقات هیلش 3
1-4 ورتکس تیوب مخروطی یا واگرا 4
1-5 ساختار کلی دستگاه 5
1-6 مزایا و معایب ورتکس تیوب 6
1-6-1 مزیتهای عمده ورتکس تیوب 6
1-6-2 برخی معایب ورتکس تیوب 7
1-7 ورتکس تیوبهای تجاری 7
1-8 کاربردهای ورتکس تیوب 7
1-8-1 خنک کاری موضعی 7
1-8-2 گرمایش موضعی 8
1-8-3 خنک کننده هوای شخصی 9
1-8-4 کاربرد به عنوان یک سیستم جدا کننده رسوب 9
1-8-5 کاربرد به عنوان یک سیستم پالاینده در صنایع نفت و گاز 9
1-8-6 کاربرد در جوشکاری اولتراسونیک 10
1-9 کارهای آزمایشگاهی 10
1-10 ساختار کلی پایان نامه 11
فصل دوم: مروری بر کارهای گذشته
2-1 تحقیقات آزمایشگاهی بر روی ورتکس تیوب 13
2-1-1 پارامترهای ترموفیزیکی 13
2-1-2 پارامترهای هندسی 14
2-2 تحقیقات تئوری بر روی ورتکس تیوب 15
2-2-1 مدل تراکم و انبساط آدیاباتیک 15
2-2-2 اثر اصطکاک و توربولانس 15
2-2-3 مدل جریان آکوستیک 16
2-2-4 مدل چرخش ثانویه 17
2-3 تحقیقات عددی بر روی ورتکس تیوب 19
2-3-1 محل نقاط سکونی طولی و شعاعی داخل ورتکس تیوب 19
2-4 بررسی نازلهای تزریق دستگاه 20
2-4-1 تحقیقات آزمایشگاهی بر روی نازلهای تزریق دستگاه ورتکس تیوب 21
2-5-2 مطالعات عددی بر روی نازلهای تزریق دستگاه ورتکس تیوب 22
فصل سوم: تجزیه و تحلیل نظری ورتکس تیوب
3-1 بررسی ترمودینامیکی ورتکس تیوب 24
3-1-1 قانون اول ترمودینامیک 26
3-1-2 قانون دوم ترمودینامیک 26
3-2 مدل چرخش ثانویه آلبرن 29
3-2-1 مدل چرخش ثانویه آلبرن (مدل مبدل حرارتی) 29
3-2-2 مدل اصلی چرخش ثانویه آلبرن 31
3-2-3 تفسیر مدل آلبرن 32
3-2-4 مدل آلبرن اصلاح شده 33
فصل چهارم: مدل عددی بررسی شده
4-1 شبیه سازی عددی ورتکس تیوب 38
4-1-1 معادلات حاکم 38
4-1-2 مدلسازی توربولانس 39
4-2 توصیف هندسی ورتکس تیوب مدل شده 41
4-3 شرایط مرزی 42
4-3-1 ورودی (Inlet) 42
4-3-2 خروجی سرد (Cold Exit End) 43
4-3-3 خروجی گرم (Hot Exit End) 43
4-3-4 دیواره ورتکس تیوب (Wall) 43
4-4 اهداف و دورنمای بررسی و تحقیق عددی 43
4-5 بررسی استقلال نتایج عددی از مش بندی 44
4-6 بررسی مدل توربولانس 45
4-7 مقایسه نتایج عددی با تجربی و اعتباردهی به نتایج عددی 46
4-8 بررسی قانون دوم ترمودینامیک برای ورتکس تیوب 47
براي دانلود متن كامل پايان نامه اينجا كليك كنيد
نظرات شما عزیزان:
تبادل لینک هوشمند