بهینه‌سازی هندسی اجکتور فراصوتی برای بهبود عملکرد آن در سیستم‌‌های تبرید

ظر به نیاز روزافزون به سامانه‌های تبرید و تهویه مطبوع و به طبع آن افزایش مصرف انرژی الکتریکی و تولید گازهای گلخانه‌ای، استفادهاز سامانه‌های تبریداجکتوری راه‌ حل مناسبی برای جایگزین کردن سامانه‌ هایتبرید تراکمی متداول به نظرمی‌رسد. مشکل اصلی سامانه ‌های تبریداجکتوری، پایین بودن ضریب عملکرد آن‌ها است.در این سامانه‌ها، ضریب عملکرد به‌طور مستقیم به عملکرد اجکتور بستگی دارد. یکی از مهم‌ترین پیش‌نیازها برای بهبودعملکرد اجکتور، انجام یک شبیه‌سازی عددی دقیق و مطمئن برای پیش‌بینی مولفه‌هایمحلی وکلی جریان در اجکتور است.در این مطالعه،در ابتدا با استفاده ازدینامیک سیالات محاسباتی برای جریان دوبعدی،دارای تقارن محوری، حالت‌پایا وتراکم‌ پذیردرون اجکتور فراصوتی، شبیه‌سازی عددی انجام شد.در قسمت بعدی این پژوهش، بهینه‌سازی هندسی برای چهار پارامترهندسی تاثیرگذار اجکتور، یک‌بار با تابع هدف نسبت مکش و بار دیگر با تابع هدف بازده اگزرژی انجام‌ شده است. استفاده از تابع هدف بازده اگزرژی برای اولین بار است که بر روی اجکتور انجام می‌گیرد. درنتیجه انجام بهینه‌سازی با تابع هدف نسبت مکش،هندسه اجکتوری حاصل شد که با تغییرناچیزدر فشار خروجی اجکتور، نسبت مکش آن به‌طورنسبی53 %افزایش داشته است.همچنین با انجام بهینه‌سازی هندسی با تابع هدف بازده اگزرژی، اجکتوری حاصل شدکه بازده اگزرژی آن به‌طور نسبی 39/6 %افزایش داشته است.

Shape Optimization of Supersonic Ejector to Enhance its Performance in Refrigeration Applications

Due to an increasing need for refrigeration systems and their growing electrical demand and greenhouse gases production, using ejector refrigeration systems would be a suitable substitution for conventional cooling systems. Main drawback of ejector refrigeration systems is their low coefficient of performance. The key component to improve the cycle performance is the ejector. Prerequisite of improving ejector performance is an accurate computational fluid dynamics simulation for predicting its entrainment ratio. In this study, a two dimensional, axisymmetric, steady state, compressible flow computational fluid dynamics simulation of a supersonic ejector is performed. In the second part of this study, geometrical optimization of the simulated ejector for two different objective functions is performed. The first objective function considered was the ejector entrainment ratio. The optimization with this objective function led to 53% relative improvement in the entrainment ratio with a negligible decrease in critical pressure. The second, objective function considered was the exergy efficiency in which the optimization showed 39.6% relative improvement. The exergy efficiency is used for the first time in the literature as the objective function for optimization of ejector geometry.