مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی عددی تأثیر پارامترهای هندسی پخش کن دارای نازل بحرانی بر یکنواختی توزیع جریان دوفازی مبرد

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجائی، تهران، ایران
10.48311/mme.2026.120791.83018
چکیده
میزان یکنواختی توزیع مبرد در مدارهای کویل اواپراتور که توسط قطعه‌ی توزیع‌کننده‌ی مبرد در ورودی اواپراتور انجام می‌شود، نقش مهمی در ارتقای بهره‌وری در سیستم‌های تبرید ایفا می‌کند. در این پژوهش به‌منظور بررسی تأثیر پارامترهای هندسی توزیع‌کننده بر یکنواختی توزیع، شبیه‌سازی عددی جریان مبرد R22 در دمای تبخیر ۱۸- درجه سلسیوس با استفاده از نرم‌افزار انسیس فلوئنت و به روش حجم محدود انجام شده است. با فرض جریان هم‌دما در داخل توزیع‌کننده، اثرات جریان دوفازی پودر شده، تغییر فاز، نوسانات فشار در شاخه‌های خروجی و زبری دیواره‌ی محفظه توزیع، بر عملکرد توزیع بررسی گردید. علاوه بر این، قابلیت به‌کارگیری نازل مه‌ساز با تلفیق اثر پخش جریان دوفازی همراه با پدیده اختناق در نازل‌های همگرا - واگرا موردمطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل از مقایسه عددی نشان می‌دهد که انحراف دبی جرمی از مقدار میانگین در خروجی‌های پخش‌کن بحرانی برابر با 045/0 و در نوع ونتوری معادل 521/0 است. در محدوده بررسی شده در این پژوهش، افزایش زبری دیواره در محفظه توزیع اگرچه منجر به کاهش سرعت در گلوگاه نازل‌های پخش‌کن بحرانی می‌شود، اما یکنواختی توزیع جریان را بهبود می‌بخشد. همچنین نتایج حاکی از آن است که در یک قطر نازل ثابت، افزایش دبی جرمی ورودی و در یک دبی مشخص، کاهش قطر نازل، منجر به بهبود یکنواختی توزیع در شاخه‌های خروجی می‌گردد. همچنین نشان داده شد که نتایج این پژوهش می‌تواند برای مبردهای خالص نیز قابل‌تعمیم باشند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Numerical Investigation of the Effect of Geometric Parameters of a Distributor with a Critical Nozzle on the Uniformity of Two-Phase Refrigerant Flow Distribution

نویسندگان English

Ramin Karimi
Miralam Mahdi
Mechanical Engineering faculty of Shahid Rajaee Teacher Training University, Tehran, Iran
چکیده English

The degree of uniformity of refrigerant distribution in evaporator coil circuits, which is accomplished by the refrigerant distributor at the evaporator inlet, plays an important role in improving the efficiency of refrigeration systems. In this study, in order to investigate the effect of distributor geometric parameters on distribution uniformity, numerical simulation of R22 refrigerant flow at an evaporation temperature of -18 degrees Celsius was carried out using ANSYS Fluent and the finite volume method. Assuming isothermal flow inside the distributor, the effects of dispersed two-phase flow, phase change, pressure fluctuations in the outlet branches, and the wall roughness of the distribution chamber on distribution performance were examined. In addition, the applicability of an atomizing nozzle, combining the effect of two-phase flow dispersion with the choking phenomenon in converging-diverging nozzles, was studied. The results of the numerical comparison show that the deviation of mass flow rate from the average value at the outlets is 0.045 for the critical distributor and 0.521 for the Venturi type. Within the range investigated in this study, increasing wall roughness in the distribution chamber, although it reduces the velocity at the throat of the critical distributor nozzles, improves the uniformity of flow distribution. The results also indicate that, for a constant nozzle diameter, increasing the inlet mass flow rate, and for a constant flow rate, decreasing the nozzle diameter, lead to improved distribution uniformity in the outlet branches. It was also shown that the results of this study can be generalized to pure refrigerants as well.

کلیدواژه‌ها English

Refrigerant
Evaporator
Distributor
Chocked Flow
CFD

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 03 آبان 1405