شکل ۵-۳: مطابقت نتایج حاصل از حل عددی با نتایج آزمایشگاهی کومار [۳۴] در راستای خط مرکز

۵-۳ تحلیل جریان درون اجکتور
برای بررسی اثر فشارجریان ثانویه، چند فشار ورودی ثانویه مختلف در محدوده ۸/۰ تا ۵/۱ بار بررسی و تحلیل شده است. برای این منظور دبی جرمی اولیه ورودی ثابت و منطبق بر نتایج تجربی و مقدار آن برابر ۰۱۸/۰ کیلوگرم بر ثانیه در نظر گرفته می شود. همچنین پس فشار در نظر گرفته شده در این حالت نیز برابر ۴/۱ بار می باشد. طبق نتایج عددی بدست آمده، با افزایش فشار ورودی ثانویه، نسبت مکش نیز افزایش می یابد. یعنی دبی جرمی سیال مکش شده ثانویه با افزایش فشار آن نیز نسبت به دبی جرمی سیال اولیه (محرک) زیاد می شود. مقادیر نسبت مکش به ازای فشارهای ثانویه ۸/۰ ، ۱ و ۲/۱ ، ۴/۱ و ۵/۱ به ترتیب ۶/۲۹ ، ۳۶ ، ۷/۴۸ و ۸/۶۰ درصد می­باشد.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

نکته مهم در تحقیق حاضر، تشکیل جریان برگشتی در ناحیه اختلاط دو جریان می­باشد. این پدیده به علت وجود ناحیه پرفشار در این ناحیه رخ داده و باعث ایجاد تغییر و دگرگونی در الگوی جریان در ناحیه اختلاط می­ شود. در این تحقیق که به بررسی عملکرد دستگاه اجکتور در فشارهای مختلف ورودی ثانویه پرداخته شده است، در فشارهای پایین اعمال شده به دستگاه (۸/۰ بار)، همانطور که در شکل ۵-۴ بردارهای سرعت نمایش داده شده است، جریان به سمت ورودی ثانویه برگشته و این پدیده مبین جریان برگشتی در اجکتور می­باشد. علت به وجود آمدن این پدیده پایین بودن مومنتوم سیال ورودی ثانویه و مهم تر از آن وجود ناحیه پر فشار و همچنین به وجود آمدن پدیده شوک (موج ضربه ای) در ناحیه اختلاط دو جریان می­باشد. به خاطر ایجاد موج ضربه ای، جریان با یک گرادیان فشار نامطلوب مواجه می شود که باعث جدایش جریان و تولید یک گردابه می شود. این گردابه باعث بازگشت جریان می شود. ولی با افزایش فشار اعمال شده ثانویه، این مشکل حل می شود. (شکل ۵-۵)

شکل ۵-۴: نمایش دو بعدی بردارهای سرعت در ناحیه اختلاط دو جریان (P_s = ۰/۸ bar)

شکل ۵-۵: نمایش دو بعدی بردارهای سرعت در ناحیه اختلاط دو جریان (P_s = ۱ bar)

مطابق شکل۵-۶ تغییرات عدد ماخ در راستای محور تقارن و همچنین شکل ۵-۷ که تغییرات ماخ را در تمامی نواحی اجکتور نشان می دهد، در ورودی اجکتور، سرعت بسیار پایین است. تا قبل از گلوگاه نازل اولیۀ اجکتور، عدد ماخ کمتر از یک و جریان زیر صوت است. در گلوگاه عدد ماخ به یک می رسد و در قسمت واگرای نازل، سرعت و عدد ماخ افزایش می یابد و جریان فراصوت به وجود می آید. در خروجی نازل، به دلیل انعکاس امواج ضربه ای در خروجی نازل اجکتور سرعت جریان (عدد ماخ) کاهش یافته و به طبع آن فشار افزایش می یابد. این روند تا قسمت خروجی اجکتور ادامه یافته و در نهایت سیال با سرعت پایین از دستگاه خارج می­ شود. همانطور که قبلاً نیز اشاره شد، با کاهش سرعت در راستای مرکزی دستگاه اجکتور، فشار استاتیکی جریان افزایش می­یابد.

شکل ۵-۶: تغییرات عدد ماخ در راستای محور تقارن اجکتور

شکل ۵-۷: تغییرات ماخ در تمامی نواحی اجکتور

شکل ۵-۸ تغییرات فشار در اجکتور را نشان می دهد. مطابق شکل کاهش فشار در خروجی نازل و پس از شوک قائم در دیفیوزر مشهود است.
دقت در اشکال ۵-۴ تا ۵-۶ نشان می دهد که گرادیان شدیدی در ناحیه اختلاط اجکتور وجود دارد و امواج ضربه ای هم در آنجا رخ می دهد و اثر آن در ناحیه دورتر مستهلک شده است. بعد از ایجاد موج شوکی، فشار در مرکز اجکتور افزایش می یابد. این در حالی است که موج ضربه ای، اثر ناچیزی روی توزیع فشار در دیواره اجکتور داشته است. وجود موج انبساطی تأثیر شدیدی روی عملکرد اجکتور دارد زیرا بعد از نازل ابتدایی باید فشار کاهش یافته و ایجاد خلأ کند ولی موج انبساطی باعث افزایش فشار می شود، به همین دلیل باید در ساخت اجکتور این اثر به دقت مد نظر قرار گیرد و ناحیه ورود سیال به درستی انتخاب شود. چون جریان درون اجکتور به شدت پیچیده می باشد. شکل ۵-۷ نحوه انعکاس امواج را در داخل اجکتور نمایش می دهد.