مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی اجکتور هندسه متغیر در چرخه تبرید اجکتوری با سیال عامل R600a به منظور تعیین هندسه بهینه با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی

نویسندگان
1 دانشجوی دانشگاه فردوسی مشهد- گروه مکانیک دانشکده فنی مهندسی
2 دانشیار دانشگاه فردوسی مشهد-گروه مکانیک دانشکده فنی مهندسی
3 استاد دانشگاه فردوسی مشهد- گروه مکانیک دانشکده فنی مهندسی
چکیده
در این مقاله به بررسی عددی اجکتور هندسه متغیر برای سیستم تبرید اجکتوری خورشیدی پرداخته شده تا هندسه‌های بهینه برای تمامی شرایط عملکردی بدست آید. در این اجکتور، تغییر هندسه با استفاده از تغییر موقعیت نازل اولیه و تغییر نسبت سطح مقطع به کمک دوک مخروطی شکل حاصل می‌گردد. منبع حرارتی کلکتورهای خورشیدی لوله‌ای خلاء شده در نظر گرفته و بر اساس شرایط عملکردی سیال عامل R600a انتخاب شده است. هدف این تحقیق بدست آوردن مشخصه‌های هندسی، شامل موقعیت نازل اولیه و نسبت سطح مقطع مناسب برای تمامی شرایط دمایی بوده و در نهایت برای هر شرایط بویلر، اواپراتور و کندانسور هندسه‌ی مناسب ارائه گردیده است. شرایط عملکردی به گونه‌ای در نظر گرفته شده تا وضعیت آب و هوایی منطقه خاورمیانه و ملاحظات فنی در سیستم‌های تهویه مطبوع در آن منظور شده باشد. برای تامین دمای اواپراتور °C5+ دمای بهینه بویلر °C105+ بدست آمده که با تغییر موقعیت نازل اولیه نسبت مکش %8 افزایش می‌یابد. با افزایش دمای اواپراتور دمای بهینه بویلر کاهش می یابد. در بیشتر شرایط عملکردی موقعیت بهنیه نازل اولیه در فاصله mm9- از بخش با سطح مقطع ثابت بدست آمد. در ادامه به بررسی ساختار جریان، پدیده شوک و تولید آنتروپی و همبستگی میان آنها پرداخته شده است و اثر جریان مافوق صوت و شوک مربوط به آن در نسبت مکش و تولید آنتروپی مورد بررسی قرار گرفته است. در این بخش نقطه‌ی عملکرد بحرانی اجکتور از دیدگاه آنتروپی مورد تحقیق قرار گرفته و تطابق آن با نقطه‌ی بحرانی از دیدگاه نسبت مکش جریان بررسی گردید.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

CFD study of a variable geometry ejector using R600a to detect optimal geometry for ejector refrigeration system

نویسندگان English

Amir Omidvar 1
Mohsen Ghazikhani 2
Seyed Mohammad Reza Modarres Razavi 3
چکیده English

In this paper, numerical investigation was carried out for the sake of identifying optimum geometry for variable geometry ejector using in solar refrigeration system as the prerequisites to experimental tests. Variable geometry was made by using a movable primary nozzle and movable spindle in it. Vacuum tube collector was postulated as heat source and R600a used as working fluid. Condenser temperature based on Middle East area temperature and evaporator based on operative condition in HVAC system selected. Generator, condenser and evaporator operating temperatures have severe effects on the optimum geometry of ejector. Therefore, for maximum entrain ratio it is necessary to identify optimum geometry to cope with variations in operating condition. The results showed that using a variable geometry ejector is a requirement for cooling during the day. The following fluid structure was compared by entropy generation during mixing and shock phenomena. The results showed there is optimum back pressure to minimize fluid exit entropy. It coincides with critical back pressure. It was found that depending on back pressure maximum entropy generation happen by two reasons, mixing and shock phenomena.

کلیدواژه‌ها English

Variable Geometry Ejector
Air-Conditioning
Isobutene
Numerical simulation
Entropy Generation