جلسه دفاع پایان نامه کارشناسی ارشد (آقای محمدعلی طالبیان)
موضوع: بهینه سازی اجکتور مافوق صوت با استفاده از روش الحاقی به همراه مطالعه ی عددی تاثیر حفره روی عملکرد اجکتور
ارائه دهنده: محمد علی طالبیان
استادان راهنما: دکتر مهدی نیلی احمدآبادی
استادان داور: دکتر احمد سوهانکار اصفهان - دکتر ایمان چیت ساز
چکیده:
اجکتورها کاربردهای زیادی از جمله ایجاد خلا یا مکش دارند و در مواردی جایگزین مناسب پمپ ها هستند. کارایی اجکتور بصورت نسبت مکش تعریف می شود که برابر نسبت دبی جرمی سیال ثانویه مکش شده به سیال اولیه محرک است. کارایی اجکتورها هم در نقطه ی طراحی و هم در نقاط خارج طراحی با پس فشارهای بیشتر دارای اهمیت است. بسته به نسبت مساحت خروجی به مساحت گلوگاه نازل همگرا-واگرا، سیال فراصوت خروجی از نازل می تواند یکی از سه حالت فرومنبسط، آیزنتروپیک و فرامنبسط را داشته باشد. با توجه به تفاوت های ساختاری جریان سیال خروجی از نازل اولیه در سه حالت مذکور، هندسه ی دیواره های اجکتور نقش مهمی در کارایی اجکتور دارد. در بخش اول این پژوهش، بهینه سازی هندسه اجکتور در هر سه حالت فرومنبسط، آیزنتروپیک و فرامنبسط بطور جداگانه انجام شد. در بهینه سازی صورت گرفته، هندسه نازل اولیه ثابت و دیواره های مجرای ثانویه، محفظه اختلاط و دیفیوزر با استفاده از ترکیب بهینه سازی پارامتری و الحاقی اصلاح شد. در بهینه سازی پارامتری، ارتفاع بهینه ی محفظه ی اختلاط به ازای حالت های مختلف جریان اولیه فراصوت خروجی بدست آمد. سپس، پروفیل بهینه ی دیواره های مجرای ثانویه، محفظه مکش و محفظه اختلاط با استفاده از حل معادلات الحاقی در ماژول الحاقی نرمافزار انسیس فلوئنت محاسبه شد. بهینه سازی الحاقی توانست نسبت مکش را به ترتیب 20/5، 15/3 و 16/5 درصد برای حالت فرومنبسط، آیزنتروپیک و فرامنبسط افزایش دهد. برای ارزیابی تابع هدف، از حلگر جریان لزج تراکم پذیر فشار مبنا با مدل آشفتگی k_ω sst استفاده شده است.
افت کارایی اجکتورها در پس فشارهای بیشتر از پس فشار طراحی، یکی از چالش های طراحی اجکتورها است. لذا، در بخش دوم پژوهش، ایده ی افزودن حفره آیرودینامیکی به محفظه ی اختلاط اجکتور به منظور افزایش کارایی اجکتور در پس فشارهای بیشتر از نقطهی طراحی مورد بررسی عددی قرار گرفت و بهینه سازی ترکیبی پارامتری و الحاقی روی حفره های افزوده شده صورت گرفت. نتایج این بخش نشان داد افزودن حفره بهینه در پس فشارهای بالا کارایی اجکتور را بطور قابل ملاحظه ای افزایش می دهد که باعث افزایش قابل توجه محدوده عملکردی اجکتور می شود. اجکتور دارای کویتی به ازای 10 درصد افزایش پس فشار نسبت مکش را به میزان 50 درصد در مقایسه با اجکتور بدون کویتی افزایش داده است.