بررسی تجربی تاثیر پیش‌خلاءسازی در فرآیند راه‌اندازی دیفیوزر گلوگاه ثانویه

در تحقیق حاضر، تاثیر پیش خلاء‌سازی در فرآیند راه‌اندازی دیفیوزر گلوگاه ثانویه در تست تجربی یک نازل نوع سهموی تراست بهینه بررسی شده است. در این بررسی از یک بستر آزمایشگاهی موسوم به تجهیزات تست ارتفاع بالا در مقیاس کوچک با سیال عامل هوای فشرده استفاده شده است. با توجه به اهمیت پارامتر بی بعد نسبت سطح مقطع ورودی دیفیوزر به سطح مقطع گلوگاه ثانویه آن، تاثیر تغییرات این پارامتر در فرآیند راه اندازی نازل و دیفیوزر مورد بررسی قرار گرفته است. در هریک از هندسه‌های ثابت دیفیوزر، به منظور بررسی عملکرد لحظه‌ای، فشارگذاری در محفظه نازل به صورت آنی در دو حالت همراه و بدون پیش‌خلاءسازی سیستم انجام گرفته و فشار محفظه خلاء و توزیع فشار استاتیکی در طول دیفیوزر اندازه‌گیری شده است. نتایج نشان می‌دهد که اعمال پیش‌خلاءسازی در محفظه تست باعث کاهش 50 تا 60 درصدی زمان راه‌اندازی دیفیوزر می‌گردد. علاوه بر آن، پیش‌خلاءسازی محفظه تست باعث حذف پدیده مخرب گذار از الگوی جدایش جریان در زمان راه‌اندازی نازل و دیفیوزر می‌شود. همچنین مشاهده شده است که با تنگ‌تر شدن مجرای گلوگاه ثانویه دیفیوزر، کمینه فشار راه‌اندازی دیفیوزر افزایش یافته و در نهایت در نسبت سطح مشخصی جریان در گلوگاه ثانویه به حالت خفگی می‌رسد

experimental study of pre-evacuation effect on second throat diffuser starting process

in the present study, the effect of pre- evacuation on starting process of a second throat exhaust diffuser has been investigated experimentally by examining a thrust optimized parabolic nozzle. an experimental setup called high- altitude test facility has been used with compressed air as operating fluid. according to the importance of area ratio parameter (ad/ast) of a second throat diffuser, the effect of this parameter variation has been examined on the start- up performance of the nozzle and diffuser. in each of the diffuser geometries, in order to evaluate the instantaneous performances, the pressure in the nozzle chamber has charged instantly in two modes; with and without pre- evacuation. then, the vacuum chamber pressure and static pressure distribution along the diffuser were measured by a data acquisition system. the results show that pre- evacuation in the test chamber reduces the start- up time of the diffuser by 50 to 60%. in addition, pre- evacuating the test chamber eliminates the destructive transition phenomenon from the flow separation pattern during start- up of the nozzle and diffuser. also, it has been observed that with the narrowing of the diffuser’s second throat duct, the minimum starting pressure of the diffuser increases and eventually flow chocks at the second throat in a certain area ratio.