مطالعه تجربی و عددی فرایند راهاندازی تست نازل سهموی در محیط شبیهساز ارتفاع بالا
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری / گروه هوافضا، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد
2 عضو هیات علمی / پژوهشکده سامانههای حمل و نقل فضایی، پژوهشگاه فضایی ایران، تهران
3 عضو هیات علمی / گروه هوافضا، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد
doi
چکیده
در تحقیق حاضر، به بررسی تجربی و عددی فرایند راهاندازی دیفیوزر گلوگاه ثانویه همراه با یک نازل نوع سهموی با نسبت انبساط 35 در فشار کل نسبتا پایین، پرداخته شده است. در این بررسی از یک بستر آزمایشگاهی موسوم به تجهیزات تست ارتفاع بالا در مقیاس کوچک با سیال عامل هوای فشرده استفاده شده است. به منظور بررسی عملکرد لحظهای، فشارگذاری در محفظه نازل به صورت آنی انجام گرفته و فشار محفظه خلاء و توزیع فشار استاتیکی در طول دیفیوزر اندازهگیری شده است. با استفاده از شبیهسازی عددی، پدیدههای فیزیکی رخ داده در هر مرحله از ایجاد خلاء شناسایی و تحلیل شده است. نتایج نشان میدهد که فرایند ایجاد خلاء در شبیهساز ارتفاع بالا نوع گلوگاه ثانویه با حضور یک نازل سهموی بهینه تراست (TOP) بسیار متفاوت از سایر کانتورهای متداول مخروطی و ایدهآل میباشد. در این نازل هنگامی که الگوی جدایش مستقل از موج ضربه ای حاکم است، روند تخلیه محفظه خلاء به صورت تدریجی و هموار است. اما هنگامی که الگوی جدایش مستقل از موج ضربه ای RSS در نازل برقرار میگردد، ایجاد خلاء به کندی و همراه با نوسان پیش میرود. با گذار الگوی جدایش از RSS به SSR (جدایش شاک همراه با ناحیه چرخشی) مجددا نرخ تخلیه محفظه خلاء افزایش مییابد. پس از برقراری جریان مافوق صوت کامل در نازل، ایجاد خلاء با نرخ بسیار کندتری نسبت به شرایطی که نازل تحت شرایط جدا شده عمل میکرد، انجام میگردد.
