شبیه سازی عددی و بررسی انتقال حرارت اختلاط جریان در میکسر کنگره دار یک موتورتوربوفن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مجتمع دانشگاهی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

2 دانشگاه صنعتی مالک اشتر- مجتمع دانشگاهی مکانیک

3 واحد مهندسی تعمیرات موتور، شرکت مهندسی و ساخت توربین مپنا(توگا)

چکیده

میکسر یکی از اجزاء موتورهای توربوفن می باشد که به منظور اختلاط جریان‌های هوای سرد کنارگذر با جریان هوای گرم هسته مرکزی بکار می رود. در این پژوهش، جریان‌های عبوری از میکسر کنگره دار یک موتور توربوفن با کنار گذر بالا شبیه سازی شده است. معادلات ناویراستوکس به صورت سه بعدی و پایا و جریان به صورت تراکم پذیر و مغشوش در نظر گرفته شده است. در ابتدا، روش شبیه سازی، اعتبارسنجی شده، سپس پدیده های انتقال حرارت و اختلاط جریان های سرد و گرم درکنگره های میکسر موتور توربوفن با کنار گذر بالا بررسی شده است. نتایج حاصل از تحقیق نشان می دهد، که با افزایش طول اختلاط، نفوذ هوای سرد در هوای گرم به طور منظم(لایه ای) بیشتر می شود و دمای کل کاهش می‌یابد. بیشترین اثرگذاری خنک کاری مربوط به اختلاط در کنگره های میکسر می‌باشد. میکسر دمای 800 کلوین هوای گرم را با اختلاط به دمای 340 کلوین می رساند. سرعت محوری هوای گرم قبل از ورود به کنگره ‌ها 210 متربرثانیه و با عبور از کنگره های میکسر با اختلاط جریان ها در ابتدا کاهش، سپس در فاصله کوتاهی از میکسر درون محفظه بین نازل و جسم مرکزی افزایش یافته و در نهایت، با خروج جریان از نازل، دوباره کاهش می‌یابد. در نهایت، سرعت‌ عرضی تولید شده در عمق کنگره، تاثیر زیادی بر اختلاط جریان دارد.

کلیدواژه‌ها