پديد آورنده :
داوري محمد حسين
عنوان :
بررسي عددي تاثير رزوناتور هلمهولتز بر عملكرد اجكتور سرعت پايين
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
تبديل انرژي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
هفده، 96ص، : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
مهدي نيلي احمد آبادي
استاد مشاور :
ايمان چيت ساز
توصيفگر ها :
رزوناتور هلمهولتز , نوسانات فشار , مدل آشفتگي K-ε , اجكتور , دبي جرمي ثانويه , راندمان مكش
استاد داور :
محمد رضا توكلي نژاد، مسعود مددالهي
تاريخ ورود اطلاعات :
1400/12/17
رشته تحصيلي :
مهندسي مكانيك
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1400/12/18
چكيده فارسي :
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.
چكيده انگليسي :
The Helmholtz resonator is a hole in which an acoustic wave is generated by the vortex falling at its edge. The characteristics of this wave depend on various parameters such as the geometry of the cavity and the velocity of the free flow. The amplitude of static pressure inside the cavities has been studied to increase the pressure fluctuations as much as possible. In order to achieve the maximum amplitude of pressure fluctuations, the choice of perturbation models as well as boundary conditions is very important. Finally, the perturbation model K-ε was selected for simulation due to the suitability and symmetry of the amplitude of the oscillations as well as the harmonization of the oscillations. In the present study, the effect of Helmholtz resonators on the mixing chamber was investigated in several cases. By fixing the first hole pair at the beginning of the mixing chamber, the position of the secondary hole pair was also investigated in three cases. In these cases, a pair of secondary cavities with distances of 2, 4 and 6 cm relative to each other were placed on the mixing chamber. Accordingly, in the case of a single pair of cavities at the beginning of the chamber, the suction efficiency increased by 2.3% and in the case of two pairs of cavities close to each other at the beginning of the chamber, the suction efficiency increased by 3.8% compared to the non-cavity mode. We continue our simulation so that the pair of secondary cavities are at a higher height than the primers of the primary cavities. In the last case, which is the most desirable case, an attempt was made to increase the suction efficiency by increasing the diameter of the mixing chamber. According to the studies, as the diameter of the mixing chamber increases, the suction efficiency will also increase. According to the results, the state of two pairs of cavities has increased the suction efficiency by 26.25% compared to the state without cavity.
استاد راهنما :
مهدي نيلي احمد آبادي
استاد مشاور :
ايمان چيت ساز
استاد داور :
محمد رضا توكلي نژاد، مسعود مددالهي
