عنوان پایان‌نامه
بررسی عددی اجکتورهای خلاء با مکانیزم های اختلاط متفاوت هوا و بخار
- رشته تحصیلی
- مهندسی هوا - فضا - جلوبرندگی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده علوم و فنون نوین شماره ثبت: 189;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 67260
- تاریخ دفاع
- ۲۹ بهمن ۱۳۹۳
- دانشجو
- محسن توکل
- استاد راهنما
- مازیار شفائی روشنی, روزبه ریاضی
- چکیده
- اجکتورها یکی از پرکاربردترین ساخته های در دنیای مهندسی هستند. در صنعت هوافضا جهت انجام تست های ارتفاعی وجود اجکتور یکی از ملزومات است. در سیستم های آب شیرین کن حرارتی، با استفاده از اجکتور راندمان سیستم افزایش می یابد. در در بعضی از کاربردهای اجکتور، از زمان شروع به کار اجکتور ، تا رسیدن به حالت پایدار، عملکرد اجکتور دچار تغییرات زیادی می شود. به عنوان مثال در سامانه های تست ارتفاعی و آب شیرین کن های حرارتی، در ابتدای کار اجکتور، مقداری هوا هم که از پیش در سامانه وجود داشته، علاوه بر سیال عامل اصلی، توسط اجکتور مکیده میشود. ورود همین هوا روی عملکرد اجکتور تاثیر گذار است و اجکتور را از شرایط طراحی خود خارج می کند. در مطالعات گذشته، هنگام شبیه سازی اجکتور، از تاثیر هوای اضافه ورودی صرف نظر شده است. هدف اصلی از این تحقیق بررسی عملکرد اجکتور از لحظه آغاز به کار تا رسیدن به شرایط پایدار است. به این معنی که از لحظه ای که سیستم پر از هوا است تا زمان اتمام کامل هوای موجود در سیستم، بررسی انجام شود. برای این منظور نمودارهای عملکردی برای مقادیر مختلف هوای مکشی توسط اجکتور محاسبه و با هم مقایسه شد. برای شبیه سازی چنین تغییراتی، شرایط جریان مکشی اجکتور به شکلی تعریف شد که، در ابتدا کسر جرمی هوا برابر یک و کسر جرمی سیال عامل اصلی برابر صفر باشد. به تدریج از کسر جرمی هوا کاسته شده و به کسر جرمی بخار آب افزوده شده است. با کمک دینامیک سیالات محاسباتی 1، رفتار اجکتور در شرایط مختلف پیش بینی شده است. با رسم نمودارهای عملکردی برای کسر جرمی های مختلف هوا و بخار میتوان به تاثیر کسر جرمی هوای مکش شده توسط اجکتور را روی عملکرد اجکتور پی برد. از بررسی این نمودارها می توان به این نتیجه رسید که افزایش کسر جرمی هوای ورودی به قسمت مکش اجکتور موجب افزایش نسبت دبی 2 اجکتور میشود. با حذف هوا از ورودی ثانویه اجکتور، نسبت دبی به طور چشم گیری کاهش یافته است. همچنین این نتیجه به دست آمده است که فشار جریان اولیه (محرک) 3 و ثانویه (مکشی) 4 اجکتور، باعث تغییر در نحوه واکنش اجکتور به ورود هوا به داخل اجکتور میشود. افزایش فشار جریان اولیه باعث کمتر شدن حساسیت عملکردی اجکتور به تغییرات کسر جرمی جریان ثانویه می شود. افزایش فشار جریان ثانویه، تاثیر کاملا عکس دارد و باعث حساس تر شدن عملکرد اجکتور نسبت به تغییرات کسر جرمی مواد از جریان ثانویه می شود. کلمات کلیدی: اجکتور بخار، ترموکمپرسور، سیال کاری، دینامیک سیالات محاسباتی، جریان مافوق صوت،شوک، اختلاط دو جریان.
- Abstract
- Ejectors are one of the most common utility of engineering world. In aerospace industry, ejector is used for altitude tests. Also Ejector is useful in improvements of the efficiency of sea water desalination units. In some of the ejector application, ejector performance changes since the start of work to reach a stable performance. For example, in the beginning of work of ejector used in altitude test system and water desalination units, there is some remaining air in the system that would be sucked by ejector. This air is in addition to main working flow of ejector. As the extra air runs out, ejector reach to it stable working condition. This study evaluated the performance of an ejector using two streams of fluids as suction flow. Three motive flow saturated temperature and three suction flow saturated temperature were considered when investigating ejector performance. The suction flow consisted of a mixture of air and steam and the mass fraction of air in this mixture varied from 0 to 1. The ejector performance curves were analyzed for different mass fractions of air. The results indicate that variation of the mass fraction of air in the suction flow mixture had a significant effect on ejector performance. At all motive flow pressures, the ejector entertainment ratio increased as the mass fraction of air in the suction flow increased. The results also show that the sensitivity of ejector performance to variation in the mass fraction of air in the suction flow decreases at higher motive flow saturated temperature and lower suction flow saturated temperature. Keywords: Steam Ejector, Thermo Compressor, Working Fluid, Supersonic Fluid, Shock Wave, Computational Fluid Dynamic, Mixing of Two Fluids.
