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
1394
6
1
gregorian
2015
9
1
15
7
online
1
fulltext
fa
تحلیل عددی جریان و مکانیزم تولید حرارت در یک لوله تشدید هارتمن- اسپرنجر
Numerical analysis of flow and heat generation mechanism in a Hartmann-Sprenger resonance tube
لوله تشدید هارتمن-اسپرنجر دستگاهی است که در آن یک جت فرومنبسط وارد لولهای با انتهای بسته میشود که در فاصلهای مشخص از دهانه خروجی نازل قرار دارد. با توجه به بسته بودن انتهای لوله و تداوم جریان جت، تحت شرایط خاصی این جریان میتواند منجر به تولید حرارت و افزایش دمای قابل توجه در گازِ به دام افتاده داخل لوله شود. پژوهش حاضر به تحلیل عددی جریان در فازهای مختلف فرآیند نوسانی در یک لوله تشدید نمونه میپردازد. روش کار بدین ترتیب است که ابتدا با توجه به شناخت فیزیکی از مسأله، مدل عددی مناسب تولید شده و سپس با انجام مراحل حل عددی، نتایج حاصله در بخشهای مختلف جریان مورد تحلیل قرار میگیرند. نتایج این تحلیلها تطابق قابل قبولی با آزمایشات انجام شده دارد. نتایج نشان میدهد که فرآیند از دو بخش گذرا و شبه پایدار تشکیل شده است. در بخش گذرای جریان، تغییرات به مراتب شدیدتر از بخش شبه دائم است. میزان تولید و اتلاف حرارت در هر یک از این دو بخش با دیگری متفاوت است. در مجموع عامل اصلی تولید حرارت، عبور موج های تراکمی از نقاط درون لوله تشدید است که به طور دورهای تکرار میشوند. همچنین مکانیزم اصلی اتلاف حرارت، جابجایی جرم و انتقال حرارت از دیوارههای لوله است. تحلیلهای انجام گرفته منجر به افزایش آگاهی از مکانیزم جریان و تولید حرارت درون لوله تشدید هارتمن-اسپرنجر شده و ابهامات موجود را کاهش میدهد.
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. Because the tube is closed at its end and the jet flow continues, the oscillating flow could produce an intensive heat in the taped gas inside the tube. The present study focuses on the numerical analysis of the flow in various phases of the oscillatory process in a sample resonance tube. First, the numerical model is generated with respect to the physical knowledge of the problem. Then, the problem is solved numerically and the results will be discussed in various steps of the process. Numerical results are in good agreement with the experiments. The analysis shows that the process consists of two major phases; the transient flow and semi-steady flow. In the transient phase, the changes are more violent than the second phase. On the other hand, the amount of heat generation and dissipation is different in these two phases. In Fact, the most important factor in the heat generation process is the compression waves passing through the points inside the tube; which is repeated periodically. Also, the main mechanisms for heat dissipation in the tube are the mass displacement and the heat transfer from the walls. Finally, the flow analysis will lead to increasing the insight for the flow and heat generation mechanism in a Hartmann-Sprenger tube and decreasing the uncertainties.
لوله هارتمن-اسپرنجر,تولید حرارت متمرکز,امواج تراکمی,لوله تشدید
Hartmann-Sprenger Tube,Intensive Heat Generation,Compression Waves,Resonance Tube
227
238
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-3102&slc_lang=fa&sid=15
Hassan
karimi
حسن
کریمی
100319475328460057482
100319475328460057482
Yes
Faculty of Khajeh Nasir University of Technology
عضو هیأت علمی / دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
Babak
Afzali
بابک
افضلی
100319475328460057481
100319475328460057481
No
PHD Candidate / Khajeh Nasir University of Technology
دانشجوی دکتری / دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی