بررسی عددی تأثیر شکل هندسی نازلهای تزریق مارپیچ بر عملکرد دستگاه ورتکس تیوب

در این مطالعه با استفاده از تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)، به بررسی تأثیر پارامترهای کلیدی مانند پروفیل نازل مارپیچ، تعداد نازل ورودی، فشار ورودی به دستگاه و تأثیر نسبت جرمی جریان سرد بر عملکرد ورتکس تیوب و جدایش انرژی در آن پرداخته شده است. معادلات بنیادی میدان جریان بوسیله کد استاندارد نرم افزار فلوئنت و با یک مدل تراکم پذیر سه بعدی و توربولانس با مدل استاندارد k-ε حل گردیده¬اند. با استفاده از نتایج تحلیل عددی، فشار ورودی و نیز پروفیل مارپیچ مناسبی با معرفی یک پارامتر بدون بعد به نام GPL که نسبت فاصله شعاعی ورودی نازل تا محفظه چرخش و طول ضلع بزرگتر نازل می¬باشد، برای دستیابی به حداکثر عملکرد سرمایشی بدست آمده است. همچنین در این تحقیق پارامتر تعداد نازل مارپیچ ورودی نیز مورد بررسی قرار گرفت و نتیجه گرفته شد که با افزایش تعداد نازل، میزان جدایش دمایی در خروجی سرد و گرم نیز افزایش می¬یابد. در پایان نتایج و توصیه هایی برای طراحی ارائه گردیدند که برای دستیابی به جدایش انرژی بیشتر می¬توانند مورد استفاده قرار گیرند. مقایسه نازل¬های مارپیچ با نوع مستقیم آنها و نیز تأثیر نازل بر روی محل نقطه سکون از دیگر نتایج قابل ذکر در این رساله می باشد. نتایج عددی بدست آمده با نتایج تجربی موجود اعتبار دهی اولیه می شوند که تطابق قابل قبولی بین آنها وجود دارد.