سال انتشار: ۱۳۸۲

محل انتشار: هشتمین کنفرانس دینامیک شاره ها

تعداد صفحات: ۱۶

نویسنده(ها):

حسن خالقی – دانشگاه تربیت مدرس
داود دومیری گنجی – مربی دانشگاه مازندران، دانشجوی دکتری مکانیک تربیت مدرس

چکیده:

در این مقاله مدل توربولانس k-e غیر خطی برای مدلسازی جریان مغشوش همراه با حرکت اسپری در محفظه احتراق با حجم ثابت اعمال گردید، مدل بدین جهت است که در محفظه ، هر لحظه گرادیان سرعت نسبت به محورهای مختلف در حال تغییر است و یکی از مدلهای مهمی که گرادیان سرعت و نرخ چرخش را بهتر بیان می کند، مدل k- e غیر خطی می باشد.
در این پژوهش جریان دو فازی گاز – مایع مورد مطالعه قرار گرفته است بطوریکه اسپری با سرعت بالا در محیط گازی پاشیده میشود جریان اسپری محیط گازی را تحت تاثیر خود قرار داده و آن محیط را مغشوش می نماید و اثر جریان اغتشلشی بر روی قطرات سوخت باعث تبخیر بیشتر و سریع تر آن می شود. شدت توربولانس متاثر از حرکت قطره و سرعت آن می باشد و بر عکس افزایش یا کاهش درصد جرمی بخار سوخت به افزایش شدت توربولانس یا کاهش شدت توربولانس بستگی دارد.
در این تحقیق علاوه بر حل معادلات توربولانس ، معادلات بقای جرم، مومنتوم و انرژی نیز حل می شوند که حل آنها در دستگاه اولری اساس تحلیل جریان فاز گاز و انتقال حرارت آن را تشکیل می دهند. از سوی دیگر معادلات توربولانس را بشکل متوسط زمانی در نظر گرفته و فرض می شود که فراید اختلاط را می توان با خواص متوسط آماری توصیف نمود . محاسبات فاز مایع (قطره) از طریق حل معادلات لاگرانژی مربوط به حرکت و تبخیر قطرات مجزا انجام میشود. این قطرات ضمن عبور از میان گاز تبادل جرم، مومنتوم و انرژی نموده و تحت تاثیر نیروی درگ اعمال شده از سوی گاز قرار می گیرند.
نتایج حاصل از این مقاله، اثر اسپری بر روی خطوط جریان فاز گازی و تاثیر متقابل فضای محاسباتی گای شکل بر روند حرکت و تبخیر اسپری در دو مدل مختلف توربولانس یعنی k-e استاندارد و k- eغیر خطی را نشان داده و تاثیر دمتا و فشار اولیه محفظه بر روی ساحتار تیخیر اسپری و میزان نفوذ آن با اعمال مدل k-e غیر خطی مورد مطالعه قرار گرفته است، این نتایج نشان می دهد که اگرنقاطی در محفظه دارای نرخ چرخش بالائی باشند مدل k-e غیر خطی بهتر از مدل k-e استاندارد عمل می کند و به نتایج تجربی نزدیک تر می باشد، توانمندی مدل k- eغیر خطی زمان شدت می یابد و نسبت به مدلهای دیگر بهتر عمل می کند که گرادیان سرعت در جهات محوری و شعاعی دارای تغییرات شدید باشد ، بطوریکه سرعت در آن نقاط در هر لحظه تغییر نموده و جهت آن عوض می شود، این عمل در کناره های مرزی و گوشه ها، به وضوح قابل مشاهده می باشد.
تاکید اصلی این مقاله، مقایسه بین دو مدل توربولانس k-e استاندارد و k- eغیر خطی و تاثیر ایندو مدل توربولانس بر تبخیر و نفوذ قطرات می باشد. در پایان نتایج بدست آمده از این دو مدل با نتایج تجربی (موجود) مقایسه شده و نتایج قابل قبولی بدست آمده است.