آموزش شبیه سازی فرایند چگالش بخار درون اجکتور با استفاده ازمدل Wet Steam

آموزش شبیه سازی فرایند چگالش بخار درون اجکتور با استفاده ازمدل Wet Steam


500,000 تومان

آخرین بروزرسانی : 30 آذر, 1400

بررسی اجمالی محصول

با خرید این محصول، ویدئوی آموزش شبیه سازی فرایند چگالش بخار درون اجکتور با استفاده ازمدل Wet Steam در نرم افزار ansys fluent به همراه فایل شبکه بندی آن (msh.) را دریافت خواهید کرد.


تمامی محصولات شامل فایل های Geometry و Mesh بوده و آموزش محصولات به صورت یک جلسه آنلاین یک ساعته خواهد بود.

نقد و بررسی : آموزش شبیه سازی فرایند چگالش بخار درون اجکتور با استفاده ازمدل Wet Steam

شرح مسأله

مسأله حاضر به شبیه سازی فرایند چگالش (condensation) بخار آب درون یک اجکتور با استفاده از نرم افزار ansys fluent پرداخته است. این فرایند چگالش بخار با تعریف جریان چندفازی از نوع بخار مرطوب (wet steam) مدلسازی شده است. زمانی که از مدل چندفازی wet steam استفاده می شود، دو دسته معادله انتقالی حل می شود که شامل کسر جرمی فاز مایع چگالش یافته و تعداد یا غلظت قطرات به ازای یک حجم واحد می باشد. این مدل تغییر فاز دربرگیرنده تشکیل قطرات مایع در طول یک فرایند چگالش غیرتعادلی همگن می باشد و براساس تئوری تشکیل هسته غیرهمدما کلاسیک عمل می کند.  درواقع، این مدل موجب می شود که پس از یک انبساط سریع بخار، بخار خشک مافوق گرم درابتدا خنک گردد و سپس به فرم هسته ای شود که شامل یک مخلوط دوفازی بخار اشباع و قطرات ریز مایع می باشد که به این مخلوط، بخار مرطوب یا wet steam گفته می شود. سیستمی که وقوع فرایند چگالش درون آن مورد بررسی قرار می گیرد، مربوط به یک اجکتور می باشد. اجکتور یک تجهیز مکانیکی است که از یک سیال محرک به منظور مکش ماده ثانویه استفاده می کند و درنهایت دو سیال محرک و ماده مکش یافته با یکدیگر مخلوط شده و از سیستم خارج می شوند. درواقع، اجکتورها دو وظیفه اصلی شامل ایجاد خلاء و مکش گازها و همچنین مخلوط کردن سیالات را برعهده دارند. ساختمان اجکتور به صورت یک شیپوره همگرا-واگرا می­باشد که با ورود سیال محرک به درون آن و عبور از بخش همگرای نازل، با توجه به معادله پیوستگی موجب می شود که سرعت سیال عبوری با کاهش سطح مقطع عبوری جریان، افزایش یابد؛ درواقع انرژی پتانسیل سیال به انرژی جنبشی تبدیل گردد. سپس با توجه به برقراری قانون برنولی، با افزایش سرعت و درنتیجه انرژی جنبشی سیال، فشار سیال کاهش می یابد. افت فشار حاصل موجب ایجاد خلاء فشاری درون اجکتور می شود که این امر موجب مکش ماده­  ثانویه به درون اجکتور می گردد. حال سیال محرک و ماده ثانویه­ مکش یافته، در مقطع دیفیوزر با یک­دیگر مخلوط شده و تراکم می یابند.

 

گام اول) ترسیم هندسه و شبکه ­بندی

مدل حاضر به صورت دو بعدی و با استفاده از نرم ­افزار design modeler طراحی شده است. مدل مربوط به صفحه دو بعدی از یک اجکتور است؛ به طوری که دارای طول 0.411 متر و خروجی به عرض 0.02 متر و ورودی اول به عرض 0.0038 متر و ورودی دوم به عرض 0.0165 متر می باشد. همچنین لبه پایینی مدل به صورت axis تعریف شده است؛ یعنی می توان هندسه دوبعدی مدل را حول این محور دوران داده و به ساختار سه بعدی تبدیل کرد. درواقع به دلیل ساختار کاملاً متقارن هندسه این اجکتور و برای کاهش هزینه محاسباتی، هندسه به صورت دو بعدی تعریف شده است.­

شبکه ­بندی مدل حاضر با استفاده از نرم ­افزار ansys meshing انجام گرفته است. شبکه ­بندی به صورت سازمان یافته انجام گرفته و تعداد سلول­ های تولیدی معادل با 25984 می باشد.

 

 

گام دوم) مراحل شبیه ­سازی

برای شبیه ­سازی مدل حاضر، چند فرض در نظر گرفته شده است که عبارتند از:

  • شبیه­ سازی براساس دیدگاه مبتنی بر چگالی (density-based) صورت گرفته است.
  • شبیه ­سازی در هر دو حالت سیالاتی و انتقال حرارتی انجام گرفته است.
  • شبیه ­سازی حاضر از نظر زمانی به صورت پایا (steady) می باشد؛ یعنی ترم زمان در حل مسأله نادیده گرفته شده است.
  • اثر گرانش (gravity) بر روی مدل نادیده گرفته شده است.

 

خلاصه ­ای از مراحل تعریف مسأله و تعریف حل آن در جدول زیر آمده است:

 

 

گام سوم) نتایج نهایی

پس از پایان فرایند حل، کانتورهای دو بعدی مربوط به فشار، سرعت، دما، انرژی جنبشی توربولانسی و نرخ تولید جرم مایع حاصل از بخار مرطوب (همان نرخ چگالش) به دست آمده است. همچنین می توان با دوران این کانتور دوبعدی حول محور مرکزی، کانتور سه بعدی این پارامترها را نیز به دست آورد.

 

 

دیدگاه

دیدگاهی ثبت نشده.

اولین نفری باشید که نظر می دهید برای “آموزش شبیه سازی فرایند چگالش بخار درون اجکتور با استفاده ازمدل Wet Steam”