Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1395
5
1
gregorian
2016
8
1
16
6
online
1
fulltext
fa
بررسی موردی اثر پارامترهای فیزیکی لوله تشدید هارتمن- اسپرنجر مخروطی بر جریان داخلی و عملکرد حرارتی دستگاه
Effect of physical parameters on internal flow and thermal performance of a conical Hartmann-Sprenger tube - Case study
لوله هارتمن-اسپرنجر دستگاهی است که در آن جریان جت فرومنبسط وارد لولهای با انتهای بسته میشود که در فاصله مشخصی از نازل قرار گرفته است. در شرایط خاص، تولید حرارت متمرکز درون لوله قابل مشاهده است که منجر به افزایش دمای سریع درون لوله میشود و میتواند در کاربردهای مهندسی نظیر آتشزنههای آکوستیکی مورد استفاده قرار بگیرد. در پژوهش حاضر، عملکرد حرارتی دستگاه برای مجموعهای از شش نمونه مختلف از لولههای تشدید با پارامترهای فیزیکی متفاوت مورد تحلیل قرار گرفته است. پارامترهای تغییر یافته عبارتند از جنس لوله، طول لوله، فاصله لوله از نازل و شرایط دیوار انتهای لوله که میتواند بصورت کاملاً بسته و یا همراه با یک سوراخ ریز برای استخراج گاز داغ باشد. در تمامی نمونهها، شکل داخلی لوله بصورت مخروطی انتخاب شده است. مدلسازی عددی در کنار آزمایشات تجربی بر روی این نمونهها انجام گرفته و نتایج برای بررسی تأثیر پارامترهای مذکور بر دمای قابل حصول در انتهای لوله و مکانیزم داخلی جریان مورد تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد که مهمترین عامل افزایش دما، وجود جریان نوسانی همراه با عبور امواج شوک قوی درون لوله است. با تغییر فاصله لوله و نازل، جریان نوسانی حذف شده و اثری از افزایش دما مشاهده نمیشود. وجود یک سوراخ ریز در انتهای لوله همچون استفاده از لولههای کوتاهتر، باعث کاهش دمای قابل دستیابی درون لوله میشود. فرکانس نوسانات برای لولههای بلندتر نزدیک به فرکانس تشدید لوله است. همچنین استفاده از مواد با ضریب انتقال حرارت پایین، سبب افزایش دما درون لوله خواهد شد.
Hartmann-Sprenger tube is a device in which an under-expanded jet enters a closed-end tube which is placed in a specific distance from the nozzle. By producing an intensive heat inside the tube in some specific modes of operation, the device could be used for some important engineering applications such as acoustic igniters. In present study, thermal performances of a set of six different case studies with conical tubes and different physical specifications are investigated. The variable parameters are the pipe material, the pipe length, the gap distance and the end wall condition which could be closed or perforated. The experimental tests in conjunction with numerical analysis are performed to evaluate the effect of changes in physical parameters on temperature rise inside the tube. The oscillatory flow with strong shock waves is the major reason of temperature rise inside the tube. As the gap distance changes, no oscillatory flow and no sensible temperature rise could be observed. Existence of a tiny hole on the tube end wall reduces the temperature rise, as the shorter tube does. The frequency of oscillations is near the tube resonance frequency for longer tubes. Tubes which made of materials with lower thermal conductivity could produce higher temperatures.
لوله تشدید مخروطی,جریان نوسانی,نوسانات شوک,تولید حرارت متمرکز,فرکانس تشدید
Conical H-S tube,Tube Geometry,Shock Wave Oscillation,Temperature Rise,Resonance Frequency
189
198
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-7765&slc_lang=fa&sid=15
Babak
Afzali
بابک
افضلی
100319475328460062536
100319475328460062536
No
دانشجوی دکتری-دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
Hassan
Karimi
حسن
کریمی
100319475328460062535
100319475328460062535
Yes
Faculty of Aerospace Engineering, K. N. Toosi University of Technology
دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی، دانشکده هوافضا