بررسی عددی اثرات کاهش لحظهای سطح مقطع یک دیفیوزر خروجی گاز مافوقصوت
نویسندگان
1 گروه پژوهشی پیشران/پژوهشکده سامانه های حمل ونقل فضایی/ پژوهشگاه فضایی ایران، تهران/ایران
2 کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، پردیس دانشکدههای فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران
3 پژوهشکده سامانههای حمل و نقل فضایی، تهران، ایران
doi
10.22060/mej.2020.16956.6482چکیده
تحقیق پیشرو بهمنظور بررسی تاثیر رسوبگرفتگی در عملکرد دیفیوزر مافوق صوت تست استند خلاء انجام شده است. گرفتگی مجرا با رسوب اکسید آلومینیوم به صورت تنگشدن تدریجی و وابسته به زمان در شبیهسازی عددی لحاظ شده است. در شرایط اولیه، جریان مافوقصوت در نازل و دیفیوزر برقرار است. با گذشت زمان، سطح مقطع دیفیوزر با استفاده از روش شبکهی متحرک کاهش داده میشود. در تحلیل عددی جریان تراکمپذیر بهصورت دوبعدی و تقارنمحوری است و از مدل آشفتگی انتقال تنش برشی k-ωبرای حل میدان جریان استفاده شده است. تنگشدگی مجرا (n) برابر با نسبت قطر لحظهای گلوگاه ثانویه دیفیوزر به قطر اولیهی آن تعریف شده است. بررسیها نشان میدهد که با تغییر پارامتر n از مقدار 1 تا 75/0، جدایش جریان از روی دیواره دیفیوزر به تعویق میافتد و با کاهش افت فشار کل، بازده بازیابی فشار استاتیک جریان توسط دیفیوزر افزایش مییابد. با افزایش میزان تنگشدن مجرا از 75/0n= تا 64/0n= در اثر خفگی جریان در گلوگاه ثانویه، موقعیت و ساختار امواج ضربهای جریان در دیفیوزر دچار تغییرات اساسی شده و جدایش جریان در نزدیکی ورودی دیفیوزر و یا در داخل نازل رخ میدهد. در این شرایط، دیفیوزر از حالت راهاندازی خارج شده و محفظهی تست از شرایط خلاء خارج میشود.