|
|
|
|
اثر هندسه‌ی نازل بر عملکرد آن در حالت خارج از طرح در جریان دارای شوک و جدایش لایه مرزی
|
|
|
|
|
|
|
|
نویسنده
|
محمودی عصمت ,رفعی روح الله
|
|
منبع
|
مجله مهندسي مكانيك دانشگاه تبريز - 1400 - دوره : 51 - شماره : 2 - صفحه:205 -213
|
|
چکیده
|
در این مقاله، جریان تراکم‌پذیر در هندسه های مختلف در نازل همگرا واگرا در شرایط خارج از طرح دارای شوک و جدایش لایه مرزی بررسی شده است. نسبت مساحت سطح خروجی به گلوگاه و فشار کل محفظه احتراق ثابت، ولی نوع هندسه نازل متغیر است. معادلات ناویراستوکس برای جریان تراکم‌پذیر با روش حجم محدود حل شده است. با مقایسه نتایج با داده‌های تجربی موجود، مدل آشفتگی اسپالارت آلماراس انتخاب شده است. جریان لزج بصورت متقارن محوری وغیرپایا در نظر گرفته شده است. پس از طراحی نازل به روش مشخصه‌ها، جریان در نازل‌های مختلف شبیه‌سازی شده است و پارامترهایی نظیر عدد ماخ، تنش برشی دیواره، راندمان پیشران، فشار دیواره‌ی نازل، جدایش جریان و موج شوک تحلیل بررسی گردیده است. نتایج به دست آمده برای چهار نوع نازل مسیر بهینه، مخروطی 15 درجه، مخروطی 30 درجه و نازل طول کوتاه، نشان می دهد که در شرایط طراحی، نازل مسیر بهینه با تولید نیروی پیشران معادل 7889 نیوتن مناسب‌ترین نوع نازل است، اما در شرایط خارج از طرح، نازل مخروطی با 9700 نیوتن، نیروی پیشران بیشتری نسبت به سایر نازل‌ها تولید می‌کند.
|
|
کلیدواژه
|
شرایط خارج از طرح، جریان در نازل، جدایش جریان، موج شوک، لایه مرزی، شبیه‌سازی عددی
|
|
آدرس
|
دانشگاه سمنان, دانشکده مهندسی هوافضا, ایران, دانشگاه سمنان, دانشکده مهندسی مکانیک, ایران
|
|
پست الکترونیکی
|
rafee@semnan.ac.ir
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Effect of the nozzle shape on its off-design performance in the presence of shock wave and boundary layer separation
|
|
|
|
|
Authors
|
Mahmoodi Esmat ,Rafee Roohollah
|
|
Abstract
|
In this paper, compressible flows inside convergingdiverging nozzles with different shapes at offdesign conditions are investigated. Shock waves and boundary layer separation are present in the flows. The area ratio (outlet to the throat) and the total combustion chamber pressure are constant while the nozzle shape and its length are variable. Compressible Reynolds averaged Navier Stokes equations were solved using the finite volume method. By comparing the results with available experimental data, the SpalaretAlmars model has been selected for simulations. Axisymmetric, unsteady and viscous flow is considered in all simulations. The characteristics method is used to design the nozzle shape and important parameters such as Mach number, wall shear stress, Thrust efficiency, wall pressure, axial pressure and boundary layer separation due to shock wave are studied in detail. By comparing the results for four shapes of the nozzles (i.e. perfect nozzles, 15° conical nozzle, 30° conical nozzle, and minimum length nozzle) it is concluded that at design condition, perfect nozzle gives higher thrust (7889 N). However, at offdesign conditions (when the shock wave and boundary layer separation occurs), the conical nozzle gives higher thrust (9700 N).
|
|
Keywords
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|