بررسی عددی اثر نازل اولیه جریان موازی بر عملکرد اجکتور مافوق صوت یک چرخه تبرید اجکتوری

نوع مقاله : مقاله کوتاه

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران

2 کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران

چکیده

اجکتور به ‌عنوان یک عنصر کلیدی در چرخه تبرید اجکتوری به کار می‌رود. اجکتور مافوق‌‌صوت با مشخصه‌‌های عملکردی مطلوب، باعث کاهش نرخ مصرف انرژی سیستم تبرید و بهبود عملکرد آن می‌‌شود. در این مقاله اثر استفاده از  نازل اولیه جریان موازی بر عملکرد یک اجکتور مافوق صوت چرخه تبرید اجکتوری با سیال عامل بخار آب به صورت عددی بررسی شده است. برای این منظور دو نازل اولیه مخروطی و جریان موازی با بخش های همگرای یکسان و نسبت سطح خروجی به سطح گلوگاه برابر استفاده شده است. منحنی بخش واگرای نازل جریان موازی به کمک روش مشخصه‌ها تعیین شده است. شبیه سازی عددی به کمک نرم افزار Ansys-Fluent انجام شده است. نتایج نشان می‌‌دهند که با تغییر منحنی واگرای نازل اولیه از نازل مخروطی به نازل جریان موازی، تغییرات نسبت مکش در ناحیه‌‌ی بحرانی ناچیز و در ناحیه‌‌ی مادون­ بحرانی قابل توجه است. بیشینه‌‌ افزایش نسبت مکش در ناحیه‌‌ مادون بحرانی نازل جریان موازی 3/17% است.  همچنین با تغییر منحنی واگرای نازل اولیه، فشار بحرانی به اندازه 1 میلی بار افزایش می­یابد و فیزیک جریان داخلی اجکتور تغییر می­کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


 [1]Bartosiewicz Y., Aidoun Z., Desevaux P., Mercadier Y., CFD-experiments integration in the evaluation of six turbulence models for supersonic ejector modeling. In Integrating CFD and Experiments Conference, Glasgow, UK , 2003.
[2]Bartosiewicz Y., Aidoun Z., Desevaux P., Mercadier Y., Numerical andExperimental Investigations on Supersonic Ejectors. International Journal of Heat and Fluid Flow, Vol. 26, pp. 57-70, 2005.
 [3] Bartosiewicz Y., Aidoun Z., Mercadier Y., Numerical Assessment of Ejector Operation for Refrigeration Applications Based on CFD. Applied Thermal Engineering, Vol. 26, pp. 604-612, 2006.
[4] Rusly E., Aye L., Charters W. W. S., Ooi A., CFD Analysis of Ejector in a Combined Ejector Cooling System. International Journal of Refrigeration, Vol. 28, pp. 1092-1101, 2005.
[5] Sriveerakul T., Aphornratana S., Chunnanond K., Performance Prediction of Steam Ejector Using Computational Fluid Dynamics: Part 1. Validation of the CFD Results. International Journal of Thermal Sciences, Vol. 46, pp. 812-822, 2007.
[6] Sriveerakul T., Aphornratana S., Chunnanond K., Performance Prediction of Steam Ejector Using Computational Fluid Dynamics: Part 2. Flow Structure of a Steam Ejector Influenced by Operating Pressures and Geometries. International Journal of Thermal Sciences, Vol. 46, pp. 823-833, 2007.
[7] Pianthong K., Seehanam W., Behnia M., Sriveerakul T., Aphornratana S., Investigation and Improvement of Ejector Refrigeration System Using Computational Fluid Dynamics Technique. Energy Conversion and Management, Vol. 48, pp. 2556-2564, 2007.
[8] Ruangtrakoon N., Thongtip T., Aphornratana S., Sriveerakul T., CFD Simulation on the Effect of Primary Nozzle Geometries for a Steam Ejector in Refrigeration Cycle. International Journal of Thermal Sciences, Vol. 63, pp. 133-145, 2013.
[9] Zhu Y., Jiang P., Bypass Ejector with an Annular Cavity in the Nozzle Wall to Increase the Entrainment: Experimental and Numerical Validation. Energy, Vol. 68, pp. 174-181, 2014.
[10] H. Wu, Z. Liu, B. Han, Y. Li, Numerical Investigation of the Influences of Mixing Chamber Geometries on Steam Ejector Performance. Desalination, Vol. 353, pp. 15-20, 2014.
[11] Hakkaki-Fard A., Aidoun Z., Ouzzane M., A Computational Methodology for Ejector Design and Performance Maximisation. Energy Conversion and Management, Vol. 105, pp. 1291-1302, 2015.
[12] Mazzelli F., Little A. B., Garimella S., Bartosiewicz Y., Computational and Experimental Analysis of Supersonic Air Ejector: Turbulence Modeling and Assessment of 3D Effects. International Journal of Heat and Fluid Flow, Vol. 56, pp. 305-316, 2015.
[13] Ariafar K., Buttsworth D., Al-Doori Gh., Malpress R., Effect of Mixing on the Performance of Wet Steam Ejectors. Energy, Vol. 93, pp. 2030-2041, 2015.
[14] Omidvar A., Ghazikhani M., Modarres Razavi S. M. R., Entropy Analysis of a Solar-Driven Variable Geometry Ejector Using Computational Fluid Dynamics. Energy Conversion and Management, Vol. 119, pp. 435-443, 2016.
[15] Wang Ch., Wang L., Zhao H., Du Zh., Ding Z., Effects of Superheated Steam on Non-Equilibrium Condensation in Ejector Primary Nozzle. International Journal of Refrigeration, Vol. 67, pp. 214-226, 2016.
 [16] Zucrow M. J., Hoffman J. D., Gas Dynamics Vol 2, Multidimensional Flow. pp. 160-163, Wiley, New York, 1977.  
 [17] FLUENT 6.0 User’s guide. FLUENT INC, Lebanon, NH, USA.
[18] Mazzelli F., Milazzo A., Performance Analysis of a Supersonic Ejector Cycle Working with R245fa. International Journal of Refrigeration, Vol. 49, pp. 7-92, 2015.