اثر هندسهی نازل بر عملکرد آن در حالت خارج از طرح در جریان دارای شوک و جدایش لایه مرزی
نویسندگان
1 دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران
2 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران
doi
10.22034/jmeut.2021.10468چکیده
در این مقاله، جریان تراکمپذیر در هندسه های مختلف در نازل همگرا واگرا در شرایط خارج از طرح دارای شوک و جدایش لایه مرزی بررسی شده است. نسبت مساحت سطح خروجی به گلوگاه و فشار کل محفظه احتراق ثابت، ولی نوع هندسه نازل متغیر است. معادلات ناویراستوکس برای جریان تراکمپذیر با روش حجم محدود حل شده است. با مقایسه نتایج با دادههای تجربی موجود، مدل آشفتگی اسپالارت- آلماراس انتخاب شده است. جریان لزج بصورت متقارن محوری وغیرپایا در نظر گرفته شده است. پس از طراحی نازل به روش مشخصهها، جریان در نازلهای مختلف شبیهسازی شده است و پارامترهایی نظیر عدد ماخ، تنش برشی دیواره، راندمان پیشران، فشار دیوارهی نازل، جدایش جریان و موج شوک تحلیل بررسی گردیده است. نتایج به دست آمده برای چهار نوع نازل مسیر- بهینه، مخروطی 15 درجه، مخروطی 30 درجه و نازل طول کوتاه، نشان می دهد که در شرایط طراحی، نازل مسیر- بهینه با تولید نیروی پیشران معادل 7889 نیوتن مناسبترین نوع نازل است، اما در شرایط خارج از طرح، نازل مخروطی با 9700 نیوتن، نیروی پیشران بیشتری نسبت به سایر نازلها تولید میکند.
