شبیه‌سازی عددی اثربخشی خنک‌کاری لایه‌ای نوسانی موج سینوسی با توجه به تغییر پارامترهای تزریق خنک‌کننده

نویسندگان

1 گروه تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

2 گروه تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

3 گروه تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

doi
چکیده

در این مقاله اثر تغییر زاویه تزریق بر اثربخشی خنک‌کاری لایه‌ای با نوسان موج سینوسی در فرکانس‌های مختلف بررسی می‌شود. چهار زاویه تزریق ۲۰، ۲۵، ۳۰ و ۳۵درجه انتخاب شده‌اند. جریان نوسانی در سه فرکانس ۲، ۵۰ و ۵۰۰هرتز مورد بررسی قرار می‌گیرد. مدل‌سازی هندسه در نرم‌افزار گمبیت و تحلیل عددی توسط نرم‌افزار فلوئنت انجام شد. از مدل SST k-ω برای مدل‌سازی آشفتگی استفاده شد. نتایج نشان داد که زاویه تزریق بین ۲۰ تا ۲۵درجه در سه فرکانس مورد بررسی، بیشترین اثربخشی خنک‌کاری لایه‌ای خط مرکزی و جانبی را به‌خصوص در نواحی دور از لبه سوراخ تزریق داشت. فرکانس‌های بالاتر (۵۰۰هرتز) افزایش اثربخشی خنک‌کاری لایه‌ای در فواصل ابتدایی پایین‌دست سوراخ را به دنبال دارند. در فواصل دوردست، فرکانس پایین‌تر (۲هرتز) بیشترین اثربخشی را دارد. با افزایش فرکانس، تفاوت مقدار اثربخشی خنک‌کاری خط مرکزی و جانبی در زوایای مختلف کاهش می‌یابد. با افزایش فرکانس فاصله زمانی قطع و وصل جریان کاهش یافته و در نتیجه اثربخشی لحظه‌ای نیز دارای تغییرات کُندتری نسبت به فرکانس‌های پایین‌تر است. نسبت دمش ۰/۵ به نسبت دمش ۰/۷۵ و ۱ در تمامی زوایا و فرکانس‌ها بیشترین اثربخشی را داشت.