مطالعه تجربی و شبیه سازی عددی سه بعدی تاثیر نسبت فشار بر بازده واگرایی جریان یک نازل آیرواسپایک خطی

در این مطالعه تاثیر نسبت فشار نازل بر بازدهی واگرایی یک نازل آیرواسپایک خطی به طور تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است. به جهت مقایسه با نازل های متداول یک نازل مخروطی با شرایط طراحی مشابه نازل آیرواسپایک استفاده شد. نازل های مورد استفاده از نوع نازل های صفحه ای بوده که جریان مافوق صوت خروجی از آنها توسط تکنیک تصویربرداری شیلیرن مورد بررسی قرار گرفت. مقایسه تصاویر تجربی شیلیرن با نتایج حل عددی صحت شبیه سازی عددی سه بعدی انجام گرفته را نشان داد. تاثیر نسبت فشار نازل بر توزیع نواحی جریان مافوق صوت خروجی نازل مشاهده شد. نتایج نشان داد انحراف جریان از حالت محوری با افزایش نسبت فشار از میزان 3 تا 9 برای نازل مخروطی سه برابر بیشتر از نازل آیرواسپایک است. همچنین با بهره گیری از رابطه بازدهی واگرایی نشان داده شد که بازدهی نازل آیرواسپایک تغییرات کمتری با تغییرات نسبت فشار دارد و در مقادیر بسیار کمتر از نسبت فشار طراحی نیز دارای بازدهی مطلوب حدود 98 درصد می باشد. تطبیق پذیری نازل آیرواسپایک خطی در تغییرات نسبت فشار نسبت به نازل مخروطی بیشتر بوده به طوری که کاهش نسبت فشار به میزان نیمی از نسبت فشار طراحی در نازل مخروطی سبب کاهش بازدهی واگرایی تا 10 درصد می شود در حالی که این میزان برای نازل آیرواسپایک کمتر از 3 درصد است.