مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی عددی جدایش انرژی در ورتکس تیوب فشار پایین تحت زوایای محوری مختلف نازل های تزریق

نویسندگان
1 عضو هیئت علمی گروه مهندسی مکانیک / دانشگاه ارومیه
2 دانشجوی کارشناسی ارشد/دانشگاه ارومیه
3 دانشجوی دکتری/دانشگاه ارومیه
چکیده
در این مقاله، تأثیر زاویه محوری نازل های تزریق بر ساختار جریان در یک ورتکس تیوب فشار پایین با استفاده از تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی، بررسی شده است. نتایج عددی برای جریان های آشفته و تراکم پذیر با استفاده از مدل توربولانس استاندارد k-ε به دست آمده اند. ابعاد ورتکس تیوب های مدل شده برای تمام مدل ها یکسان بوده و عملکرد دستگاه تحت 6 زاویه محوری مختلف برای نازل ها بررسی می شود. رسیدن به حداقل دمای ممکن در خروجی سرد هدف اصلی این تحقیق عددی است. بررسی ما نشان می دهد که استفاده از این نوع نازل، جدایش انرژی و ویژگی های جریان را تغییر می دهد. با در نظر گرفتن فشار کل جریان سرد پارامتر جدیدی با عنوان ξ تعریف شد و نتایج حاکی از این امر است که تغییر پارامتر ξ می تواند مستقیما دمای خروجی سرد را تحت تاثیر قرار دهد. در نهایت برخی از نتایج حاصل از کار عددی با نتایج تجربی مقایسه شده اند که تطابق قابل قبولی بین آنها وجود دارد..
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Numerical investigation of energy separation in a low pressure vortex tube under different axial angles of injection nozzles

نویسندگان English

Nader Pourmahmoud 1
Ashkan Jahangiramin 2
Amir Hassanzadeh 3
Seyyed Alireza Izadi 2
چکیده English

In this article, effect of axial angle of injection nozzles on the flow field structure in a Low-Pressure vortex tube has been investigated by computational fluid dynamics (CFD) techniques. Numerical results of compressible and turbulent flows are derived by using the standard k-ε turbulence model. The dimensions of studied vortex tubes are kept the same for all models and the performance of machine is studied under 6 different axial angles (β) of nozzles. Achieving to a minimum cold exit temperature is the main goal of this numerical research. Our investigation shows that utilizing this kind of nozzle changes the energy separation and flow characteristic. Considering total pressure of cold flow, a new parameter, ξ is defined and results shows that changing the amount of ξ can affect the cold exit temperature directly. Finally, some results of the CFD models are validated by the available experimental data which show reasonable agreement.

کلیدواژه‌ها English

ξ
Vortex Tube
Axial angle
Energy separation
Numerical simulation