شبیه سازی عددی کنترل بردار رانش در نازل های همگرا-واگرا از دیدگاه اگزرژی و آنتروپی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

2 استادیار، مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

3 دانشیار، گروه مکانیک، مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران

doi
10.22034/jmeut.2025.62789.3446
چکیده

تولید آنتروپی یک پارامتر کلیدی برای تعیین عوامل محدودکننده عملکردی در بسیاری از سیستم‌های مهندسی است. در تحقیق حاضر، شبیه‌سازی و تحلیل تزریق ثانویه سیال در نازل که برای کنترل بردار رانش استفاده می‌شود، از دیدگاه آنتروپی و اگزرژی انجام شده است. محاسبات مربوط به تولید آنتروپی و اگزرژی تخریبی با استفاده از کدنویسی انجام شده است. تزریق سیال ثانویه در نازل سبب تغییر زاویه بردار رانش می­شود. پارامترهایی همچون فشار ورودی، دبی تزریق، موقعیت تزریق و زاویه تزریق از مهم­ترین پارامترهای تغییر زاویه بردار رانش هستند. در این مقاله، حل به صورت دوبعدی و سه­بعدی انجام شده‌است. در حل دوبعدی، فاصله قرارگیری محل تزریق نسبت به طول بخش واگرا در نسبت­های 6/0 و 8/0 علاوه بر شوک مایل، دارای شوک جدایش نیز می‌باشند و در موقعیت تزریق 8/0، این شوک­ها از قدرت بیشتری برخوردار هستند. در موقعیت تزریق 3/0 و دبی تزریق 3‌%، شوک مایل به دیواره مقابل نازل برخورد کرده است. بهینه­ترین زاویه تزریق، زاویه 120، به دلیل بیشترین انحراف انتخاب شد. در حل سه­بعدی، تزریق 6/6‌% بیشترین مقدار انحراف بردار رانش را که برابر با 23/8 درجه می­باشد، نشان می­دهد. تغییر دو پارامتر آنتروپی­تولیدی و اگزرژی تخریبی نشان می­دهد که با تولید آنتروپی بیشتر، پایداری کاهش یافته و تخریب اگزرژی افزایش می­یابد. بعد از محل تزریق آنتروپی بسیار افزایش می‌یابد که در مراحل طراحی و ساخت نازل باید مدنظر قرار گیرد.