بررسی اگزرژی و مطالعه سه بعدی جریان در دستگاه ورتکس تیوب توسط تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)

ورتکس تیوب یا رنكيو- هيلش ورتکس تیوب، یک وسیله مکانیکی است با هندسه ای نسبتا ساده و به دور از هر گونه پیچیدگی در تعدد اجزاء تشکیل دهنده، که قادر خواهد بود هواي فشرده شده ورودي به آن را به دو بخش مجزای گرم و سرد تبديل کند. همچنین عدم وجود قطعات متحرک در داخل دستگاه و عدم وابستگی به انرژی های الکتریکی و مکانیکی و سیال مبرد و ... باعث سادگی ساختار این وسیله گردیده است. در ورتکس تیوب جريان سیال فشرده شده به صورت مماسي توسط نازل هايي به داخل محفظه لوله وارد مي شود و بعد از پدیده جدایش، دو جریان سیال مجزای سرد و گرم ایجـاد می کند که بسته به نیـاز می توان از هر یک از این جریان ها استفاده کرد . طبق تحقیقات پیشین پارامترهای مختلفی بر روی عملکرد ورتکس تیوب تاثیرگذار می باشند. بنابراین در این مطالعه عددی، با استفاده از تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)، به بررسی اگسرژی و مطالعه سه بعدی جریان در ورتکس تیوب پرداخته شده است. معادلات حاکم میدان جریان به وسیله کد استاندارد نرم‏افزار فلوئنت و با یک مدل تراکم‏پذیر سه‏بعدی توربولانس با مدل استاندارد k-ε حل گردیده‏اند. با استفاده از نتایج تحلیل عددی، ویژگی‏های میدان جریان در ورتکس تیوب مورد بررسی قرار خواهند گرفت. هم‏چنین با بررسی اگزرژی های ورودی و خروجی در دستگاه ورتکس تیوب، خلا این کار در میان کارهای گذشته پوشش داده خواهد شد. نتایج عددی به‏دست آمده با نتایج تجربی موجود اعتباردهی شده‏اند، که تطابق قابل قبولی بین آن‏ها وجود دارد. نتایج نشان می دهد که با افزایش نسبت جرمی سرد ، اکسرژی خروجی های سرد و گرم افزایش می یابد. ولی اکسرژی ورودی ثابت می ماند.