دانلود پایان نامه : شبیه سازی عددی مشخصه های هیدرو دینامیکی و انتقال حرارتی یک دستگاه اجکتور مافوق صوت

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی مکانیک

گرایش :تبدیل انرژی

عنوان : شبیه سازی عددی مشخصه های هیدرو دینامیکی و انتقال حرارتی یک دستگاه اجکتور مافوق صوت

 دانشگاه صنعتی ارومیه

پردیس دانشگاهی

گروه مهندسی مکانیک

عنوان :

شبیه سازی عددی مشخصه های هیدرو دینامیکی و انتقال حرارتی یک دستگاه اجکتور مافوق صوت

اساتید راهنما :

 دکتر ایرج میرزایی

دکتر عبدالرحمان دادوند

پایان نامه کارشناسی ارشد رشته مهندسی مکانیک گرایش تبدیل انرژی

بهمن 1393

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده
در پایان نامه حاضر با استفاده از تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی CFD بررسی تأثیر پارامترهای کلیدی مانند تأثیر فشار ورودی ثانویه بر دستگاه اجکتور، نسبت مکش، جریانهای برگشتی ناشی از فشار ورودی ثانویه و تأثیر تمامی این پارامترها بر مشخصه های هیدرو دینامیکی سیال از جمله فشار، دما و عدد ماخ بررسی شده است. معادلات بنیادی میدان جریان بوسیله نرم افزار تجاری فلوئنت و با فرض یک مدل تراکم پذیر دو بعدی تقارن محور و مدل توربولانس k-ε حل گردیده­اند. در این تحقیق تأثیر فشار های ورودی ثانویه 8/0، 1 ، 2/1، 4/1و 5/1 بار بر رفتار سیال مورد بررسی قرار گرفته و نتایج حاکی از آن است که به ازای فشار های پایین ورودی بدلیل وقوع پدیده شوک، جریان برگشتی رخ داده و با افزایش فشار، از اثر این پدیده کاسته شده و رژیم جریان بهبود می یابد. نتایج عددی بدست آمده با نتایج حل تحلیل و تجربی موجود اعتبار دهی اولیه شده که تطابق قابل قبولی بین آنها وجود دارد.

 

 

کلمات کلیدی

اجکتور، نسبت مکش، عدد ماخ،­ جریان برگشتی، شبیه­سازی عددی، پدیده شوک

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                            صفحه

 

 

 

فصل اول :

1-1 مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………..       2

1-2 ساختار پایان نامه  …………………………………………………………………………………………………….    3

فصل دوم: مقدمه و معرفی اجکتور و کاربردهای آن

2-1 مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………..5

2-2 اساس عملکرد اجکتور……………………………………………………………………………………………………………….7

2-3 ساختار اجکتور………………………………………………………………………………………………………………………….11

2-3-1 تعیین نسبت سطح مقطع گلوگاه دیفیوزر به گلوگاه نازل………………………………………….13

2-4 انواع اجکتور­ها…………………………………………………………………………………………………………………………..14

2-4-1 انواع اجکتور­ها از نظر سیال محرک…………………………………………………………………………….14

2-4-2 انواع اجکتور از نظر کاربرد…………………………………………………………………………………………..15

2-5 آرایش اجکتورها……………………………………………………………………………………………………………………….21

2-5-1 تعیین سایز اجکتور و میزان بخار مورد نیاز بعنوان سیال محرک

در اجکتور­های تک مرحله­ایی …………………………………………………………………………………..27

2-5-2 تعیین سایز اجکتور و میزان بخار مورد نیاز بعنوان سیال محرک

در اجکتور­های دو مرحله­ای  ……………………………………………………………………………………30

2-6 عوامل ایجاد اختلال در عملکرد اجکتور………………………………………………………………………………….34

2-7 انتخاب اجکتور و نحوه پر­کردن Data Sheet………………………………………………………………………35

2-8 شرایط عملیاتی………………………………………………………………………………………………………………………..38

2-8-1 هوای نفوذی به داخل سیستم……………………………………………………………………………………39

2-9 اطلاعات مربوط به ساختار اجکتور و کندانسور­ها……………………………………………………………………42

2-10 عیب یابی اجکتور…………………………………………………………………………………………………………………..44

2-11 کاربرد اجکتور در تبرید…………………………………………………………………………………………………………45

فصل سوم: مروری بر کارهای گذشته

3-1 مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………….47

3-2 کارهای مرتبط با طراحی اجکتور…………………………………………………………………………………………….47

3-3 طراحی تحلیلی………………………………………………………………………………………………………………………..50

 

فصل چهارم: معادلات حاکم و روش حل

4-1 معادلات حاکم………………………………………………………………………………………………………………………….52

4-1-1 مدلسازی توربولانس…………………………………………………………………………………………………….54

4-2 شبیه سازی جریان به روش دینامیک سیالات محاسباتی……………………………………………………….56

4-3 شرایط مرزی حاکم بر مسئله……………………………………………………………………………………………………58

 

فصل پنجم: بررسی نتایج حل عددی

5-1 بررسی استقلال نتایج عددی از مش بندی………………………………………………………………………………  61

5-2 مقایسه نتایج عددی با تجربی و اعتبار دهی به نتایج عددی………………………………………………….    61

5-3  تحلیل جریان درون اجکتور…………………………………………………………………………………………………….  63

5 – 3 – 1  بررسی تأثیر فشار ورودی ثانویه بر تغییرات ماخ ………………………………………………..  67

5 – 3 – 2  بررسی تأثیر فشار ورودی ثانویه بر تغییرات فشار  ……………………………………………..  73

4 – 3 – 3  بررسی تأثیر فشار ورودی ثانویه بر تغییرات دمایی ……………………………………………… 78

پیشنهادات ………………………………………………………………………………………………………………………………………………   83

فهرست مراجع  ………………………………………………………………………………………………………………………………………..   84

فهرست اشکال

شکل 2-1: نمونه یک اجکتور و بخش های مختلف آن…………………………………………………………………..5
شکل 2-2: نمودار تغییرات سرعت و فشار در طول اجکتور…………………………………………………………….11
شکل 2-3: منحنی­های طراحی برای اجکتورهای تک­مرحله­ای………………………………………………………12
شکل 2-4: یک نمونه ترموکمپرسور…………………………………………………………………………………………………18
شکل 2-5: منحنی محاسبه مقدار بخار مورد نیاز بر حسب فشار مکش اجکتور…………………………….23
شکل 2-6: اجکتور تک مرحله ای …………………………………………………………………………………………………..24
شکل 2-7: اجکتور دو مرحله ای با کندانسورهای داخلی بارومتریک……………………………………………..24
شکل 2-8: اجکتور دو مرحله ای با کندانسور سطحی…………………………………………………………………….25
شکل 2-9: منحنی محاسبه مقدار بخار مورد نیاز بر حسب فشار مکش اجکتور …………………………..26
شکل 2-10: منحنی تخمین مقدار بخار مورد نیاز اجکتورها………………………………………………………….27
شکل 2-11: منحنی ظرفیت اجکتور تک مرحله ای………………………………………………………………………29
شکل 2-12: فاکتورهای اصلاحی اجکتور تک مرحله ای…………………………………………………………………29
شکل 2-13 منحنی ظرفیت اجکتور دو مرحله ای………………………………………………………………………….30
شکل 2-14: فاکتورهای اصلاحی اجکتور دو مرحله ای………………………………………………………………….31
شکل 2-15 فشار مکش اجکتور بر حسب میزان مصرف بخار با فشار psig 100………………………….32
شکل 2-16: تعیین فاکتور K…………………………………………………………………………………………………………..32
شکل 2-17: تعیین فاکتور فشار F …………………………………………………………………………………………………33
شکل 2-18  نمودار کمینه پس­فشار بر حسب بیشینه فشار تخلیه  …………………………………………….33
شکل 2-19: تعیین تعداد اجکتور­های لازم برای ایجاد خلأ مورد نیاز ……………………………………………36
شکل 2-20 نمودار تعیین پس­فشار مطلق……………………………………………………………………………………….37
شکل 2-21: تعداد پیش کندانسور، کندانسور­های میانی و کندانسور انتهایی ……………………………….38
شکل 2-22: نمودار تخمین اولیه مقدار هوای نفوذی استفاده ……………………………………………………….40
شکل 2-23: یک نمونه از کاربرد اجکتور در سیکل تبرید……………………………………………………………….45
شکل 4-1: نمای شماتیک اجکتور و توزیع فشار در آن……………………………………………………………………52
شکل 4-2: الگوریتم حل تفکیکی بکار گرفته شده در حل معادلات……………………………………………….55
شکل 4-3: مدل عددی ساخته شده در نرم افزار گمبیت………………………………………………………………..57
شکل 5-1: مطالعه استقلال از مش بندی بر مبنای نسبت مکش ………………………………………………….61
شکل 5-2: مطابقت نتایج حاصل از حل عددی با نتایج تحلیلی کومار در راستای خط مرکز………..62
شکل 5-3: مطابقت نتایج حاصل از حل عددی با نتایج آزمایشگاهی کومار در راستای خط مرکز..62
شکل 5-4: نمایش دو بعدی بردارهای سرعت در ناحیه اختلاط دو جریان (فشار ثانویه 1/0 بار)….64
شکل 5-5: نمایش دو بعدی بردارهای سرعت در ناحیه اختلاط دو جریان (فشار ثانویه 1 بار)……..64
شکل 5-6: تغییرات عدد ماخ در راستای محور تقارن اجکتور………………………………………………………….65
شکل 5-7:  تغییرات ماخ در تمامی نواحی اجکتور…………………………………………………………………………..65
شکل 5-8:  تغییرات فشار استاتیکی در تمامی نواحی اجکتور………………………………………………………..66
شکل 5-9:  شکل شماتیک تغییراتماخ و موج ضربه ای در اجکتور………………………………………………..67
شکل 5-10: نمایش تغییرات ماخ برای فشار ثانویه 8/0 بار در ناحیه اختلاط……………………………….68
شکل 5-11: نمایش تغییرات ماخ برای فشار ثانویه 1 بار در ناحیه اختلاط…………………………………..68
شکل 5-12: نمایش تغییرات ماخ برای فشار ثانویه 2/1 بار در ناحیه اختلاط……………………………….69
شکل 5-13: نمایش تغییرات ماخ برای فشار ثانویه 4/1 بار در ناحیه اختلاط………………………………..69
شکل 5-14: نمایش تغییرات ماخ برای فشار ثانویه 5/1 بار در ناحیه اختلاط………………………………..70
شکل 5-15: نمودار ماخ در راستای خط مرکز برای فشار ثانویه 8/0 بار………………………………………..70
شکل 5-16: نمودار ماخ در راستای خط مرکز برای فشار ثانویه 1 بار……………………………………………71
شکل 5-17: نمودار ماخ در راستای خط مرکز برای فشار ثانویه 2/1 بار………………………………………..71
شکل 5-18: نمودار ماخ در راستای خط مرکز برای فشار ثانویه 4/1 بار………………………………………..72
شکل 5-19: نمودار ماخ در راستای خط مرکز برای فشار ثانویه 5/1 بار………………………………………..72
شکل 5-20 : کانتور فشار استاتیکی برای فشار ثانویه 8/0 بار…………………………………………………………73
شکل 5-21 : کانتور فشار استاتیکی برای فشار ثانویه 1 بار…………………………………………………………….74
شکل 5-22 : کانتور فشار استاتیکی برای فشار ثانویه 2/1 بار…………………………………………………………74
شکل 5-23 : کانتور فشار استاتیکی برای فشار ثانویه 4/1 بار…………………………………………………………75
شکل 5-24 : کانتور فشار استاتیکی برای فشار ثانویه 5/1 بار…………………………………………………………75
شکل 5-25 : نمودار ماخ در راستای خط مرکز برای فشار ثانویه 8/0 بار……………………………………….76
شکل 5-26 : نمودار ماخ در راستای خط مرکز برای فشار ثانویه 1 بار…………………………………………..76
شکل 5-27 : نمودار ماخ در راستای خط مرکز برای فشار ثانویه 2/1 بار……………………………………….77
شکل 5-28 : نمودار ماخ در راستای خط مرکز برای فشار ثانویه 4/1 بار……………………………………….77
شکل 5-29 : نمودار ماخ در راستای خط مرکز برای فشار ثانویه 5/1 بار……………………………………….78
شکل 5-31 : کانتور دمایی برای فشار ثانویه 8/0 بار……………………………………………………………………….79
شکل 5-32 : کانتور دمایی برای فشار ثانویه 1بار……………………………………………………………………………79
شکل 5-33 : کانتور دمایی برای فشار ثانویه 2/1 بار……………………………………………………………………….80
شکل 5-34 :کانتور دمایی برای فشار ثانویه 4/1 بار………………………………………………………………………..80
شکل 5-35 :کانتور دمایی برای فشار ثانویه 5/1 بار………………………………………………………………………..81

فهرست جداول

جدول 1-1 کاربرد انواع اجکتورها ……………………………………………………………………………………………………20
جدول 1-2: مقادیر شدت هوای نفوذی …………………………………………………………………………………………..42
جدول 1-3: عیب­یابی اجکتور…………………………………………………………………………………………………………..44
جدول 3-1: ابعاد هندسی اجکتور مدل شده……………………………………………………………………………………58

 مقدمه

با توجه به میزان خلأ مورد نیاز، خلأسازی توسط انواع گوناگون پمپ­های خلأ و یا اجکتور صورت می­گیرد. پمپ خلأ، دستگاهی است که قادر است، بخارات سیّال را مکش نموده و ایجاد خلأ نسبی ­نماید. این نوع پمپ­ها دارای انواعی چون جابجایی، پمپ­های انتقال مومنتوم و پمپ­های تله­ای می­باشد. اجکتور وسیله ای می­باشد که قادر است با ایجاد خلأ، جریان گاز، مایع و یا جامد را انتقال دهد. اجکتور در واقع نوعی پمپ خلأ است و تنها تفاوت آن این است که اساس کار آن بر پایه تبدیل انرژی سرعتی و فشاری به یکدیگر می­باشد. قسمت­های اصلی اجکتور، شامل نازل سیال محرک، محفظه سیال محرک، بخش  مکش  و دیفیوزر می باشد. در یک اجکتور جهت ایجاد خلأ از یک سیال پر فشار (سیال محرک) استفاده می­شود. این سیال که می­تواند بخار، هوا و یا آب باشد از طریق نازل وارد اجکتور می­شود و در حین عبور از نازل، انرژی فشاری آن به انرژی سرعتی تبدیل می­شود. این امر سبب می­شود سرعت سیال افزایش یافته، فشار آن افت کند و در خروجی نازل اصطلاحاً ایجاد جت یا مکش نماید. به این ترتیب سیالی که قرار است مورد مکش قرار گیرد، از قسمت مکش به سمت محفظه اجکتور کشیده می­شود و با سیال محرک مخلوط می­گردد. مخلوط سیال محرک و سیال مکش یافته پس از گذشتن از بخش دیفیوزر، در اثر تبدیل انرژی سرعتی به فشاری، با فشار زیاد از اجکتور خارج می­گردد.

در این مطالعه با استفاده از تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی به بررسی تأثیر فشار ورودی ثانویه به  دستگاه اجکتور و تأثیر تغییرات این پارامترها بر رفتار سیال از جمله فشار و عدد ماخ پرداخته می شود. معادلات بنیادی میدان جریان بوسیله کد استاندارد نرم افزار فلوئنت و با یک مدل تراکم پذیر دو بعدی متقارن محوری و توربولانس با مدل استاندارد k-ε حل گردیده­اند. به منظور درک و بررسی تأثیر پارامتر های فوق الذکر بر رفتار سیال، به ازای فشار های مختلف ورودی ثانویه، نتایج استخراج و تحلیل می­شوند.

تعداد صفحه : 103

قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09361998026        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

شماره کارت :  6037997263131360 بانک ملی به نام محمد علی رودسرابی

11

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید