بررسي عددي جريان آشفته روي يك سيلندر چرخان همراه با سيم اغتشاش ساز

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

چكيده بررسي جريان داراي اصطكاك و غير متراكم اطراف ايرفويل از مسائل مهم مكانيك سيالات است. جريان روي استوانه بهشكل عملي در اكثر شاخههاي مهندسي مربوط به پلها، وسايل نقليه، ساختمان و غيره در ارتباط است. دنباله جريان استوانه باعث تشكيل نيروهاي ناپايايي خواهد شد كه در تخريب تمام ساختارها توانايي زيادي دارند. علت تحقيق برروي اينگونه پيكربندي، درك بهتر تأثير بارهاي ناشي از حركت سيال در ساختار آن بوده‌است. از آنجايي كه روش‌هاي نظري و محاسباتي هنوز با طراحي عملي فاصله دارند، از روش‌هاي تجربي در بررسي‌ها استفاده شده است. در اين تحقيق با استفاده از روش عددي قصد در نزديك كردن مقادير تجربي و عددي داريم. روش تونل‌باد يكي از روشهايي است كه اغلب براي مشخص شدن درست پارامترهاي جريان به ويژه پساي مدل‌ها بكار مي‌رود. عوامل زيادي بر مشخصههاي دنباله تأثيرگذار است، كه از جمله ميتوان نسبت انسداد، عدد رينولدز، زبري سطح و... را نام برد. در پژوهش حاضر دنباله استوانه دايره‌اي دوار با توجه به وجود سيم اغتشاشساز نصب شده در آن، بررسي و نتايج بدست آمده اعم از تجربي و نظري با يكديگر مقايسه خواهد شد. از نتايج بررسي پژوهش حاضر مي‌توان در كاهش ضرايب پسا و طراحي آيروديناميك استفاده كرد. يك استوانه در ابعاد 20 ميلي‌متر با استفاده از دو سيم به صورت متقارن در زواياي 40 و 140 درجه شبيه‌سازي شده‌است. سيم‌ها در ابعاد1ميلي‌متر برروي استوانه چرخان در نرم‌افزار انسيس‌فلوئنت بررسي شده‌ و استوانه با دو سيم اغتشاش‌ساز را در سه مقدار سرعت دوراني تحليل كرده و با مقادير سيلندر ثابت در حالت عددي و تجربي مقايسه شده است. پارامتر‌هاي مهم، سرعت و شدت اغتشاشات در پشت استوانه است. براي محاسبه و مقايسه پارامترهاي سرعت و اغتشاشات ايستگاه‌هايي در پشت استوانه در نظر گرفته شده‌است. در نهايت مهم‌ترين پارامتر استخراجي ضريب پسا است. در پژوهش پيش رو هدف اصلي كاهش ضريب پسا است. نتايج حاصل از پژوهش حاضر بيانگر آن است كه، بدليل تقارن استوانه همراه با سيم‌هاي اغتشاش‌ساز دنباله بدست آمده نيز متقارن بوده و همچنين نوع نمودار بدست آمده از پروفيل سرعت و اغتشاشات وابسته به فاصله از استوانه است. همانطور كه از نمودارهاي بدست آمده پيدا است، استفاده از سيم اغتشاشساز تا حد زيادي منجربه كاهش ضريب پساي نمونه شده‌است. در نتيجه باتوجه به نتايج بدست آمده مي‌توان از سيم اغتشاش‌ساز براي كاهش ضريب پسا و كاهش نيروي پساي وارد بر استوانه استفاده نمود. با مقايسه دو حالت چرخان و ثابت سيلندر همراه با سيم اغتشاش‌ساز نتايج حاصل بهبود پيدا مي‌كند. از نمودارهاي حاصل شده و مقايسه آنها با يكديگر مشاهده شده است كه عرض دنباله كاهش پيدا كرده و در واقع سيلندر در حال چرخش داراي ضريب پساي كوچكتر از سيلندر ثابت است.در ادامه با مقايسه سرعت‌هاي دوراني در سرعت‌هاي rpm 30، rpm 60 ، rpm 80 و rpm 120متوجه كاهش ضريب پسا با افزايش سرعت دوراني مي‌شويم. اما اين افزايش سرعت دوراني تا rpm 60 باعث كاهش ضريب پسا و عرض دنباله مي‌شود. افزايش سرعت دوراني از rpm 60 تا rpm 80 و از rpm 80 تا rpm 120هيج تغييري در مشخصات جريان ايجاد نمي‌كند.

218712

تبديل انرژي

فني مهندسي گلپايگان

دانشگاه صنعتي اصفهان