بررسی تجربی و شبیه­سازی دینامیکی اجکتور و ترموکمپرسور سامانه­های نمک­زدایی حرارتی

تعداد99 صفحه در فایل word

گروه تبدیل انرژی

كارشناسي ارشد مهندسي مکانیک-تبدیل انرژی

بررسی تجربی و شبیه­سازی دینامیکی اجکتور و ترموکمپرسور سامانه­های نمک­زدایی حرارتی

چکیده

 هدف پژوهش حاضر بررسی تجربی و شبیه­سازی دینامیکی اجکتورها است. در بسیاری از موارد کاربردی نظیر ایجاد خلأ یا شروع به کار سیستمهای مجهز به اجکتور، حداقل یکی از شرایط مرزی اجکتور گذرا بوده و  این باعث می­شود، کل پدیده­های در حال اتفاق در آن نیز گذرا شود. به منظور دستیابی به داده­های تجربی جهت اعتبارسنجی شبیه­سازی­های عددی، یک سکوی آزمایش تجربی طراحی و ساخته شده و در آن یک اجکتور نمونه در معرض آزمایش قرار گرفته است. مهمترین پارامترهای اندازه­گیری شده در آزمایش، مقادیر دبی جرمی و فشارهای ورودی و خروجی اجکتور هستند. اجکتور مورد آزمایش به روشهای عددی مورد شبیه­سازی قرار گرفته و نتایج مقایسه حاکی از آن است که نتایج شبیه­سازی با دقت قابل قبولی، سازگار با داده­های تجربی بوده و میانگین خطا حدود 16 درصد می­باشد. گذشته از این، مقایسه نتایج عددی و تجربی نشان می­دهد که برای مدلسازی توربولانس در میدان اجکتور، مدل   نسبت به سایر مدل­های RANS ، مدل بهتری بوده و نسبت مکش را با دقت بیشتری پیش­بینی می­کند. پس از این مرحله یک اجکتور مولد خلأ مورد شبیه­سازی عددی قرار گرفته و تاثیر پروفیل فشار بارگذاری جریان محرک روی آن مطالعه شد. علاوه بر این با افزایش فشار سکون کاری جریان اولیه و افزایش متناسب قطر گلوگاه اجکتور، کارایی اجکتور (نسبت مکش متوسط) نیز افزایش می­یابد.از دیگر موارد مورد بررسی در این پژوهش، شبیه­سازی گذرای ترموکمپرسور می­باشد. به دلیل اینکه شرایط مرزی ترموکمپرسور در شرایط گذرا وابسته به شرایط مرزی سایر اجزای سیستم نمک­زدایی می­باشد، با در نظر گرفتن برخی فرضیات، شرایط مرزی به صورت مستقل از سایر اجزای سیستم نمک­زدایی سناریوسازی شده­اند. شبیه­سازی ترموکمپرسور در این مرحله شامل دو قسمت است، یکی از قبل از شروع تولید بخار در محفظه تبخیر و دیگری پس از تولید شروع بخار. در مرحله اول رفتار ترموکمپرسور ناپایدار بوده و تغییرات دبی­های جرمی غیریکنواخت می­باشد. در مرحله دوم رفتار ترموکمپرسور یکنواخت شده و دبی­های جرمی و همین­طور فشارهای کاری در شرایط مرزی با تبعیت از الگوی جریان محرک در حال بارگذاری، به سمت مقدار پایای خود میل می­کنند.

کلمات کلیدی: اجکتور، ترموکمپرسور، نمک­زدایی حرارتی، جریان اولیه یا محرک، جریان ثانویه، خفگی، امواج ضربه­ای.