بررسی عددی ضریب افت انرژی در تبدیل های همگرای تحت فشار با استفاده از نرم افزار ANSYS CFX 

خلاصه
این مقاله به بررسی عددی ضریب افت انرژی در تبدیلهای همگرای تحتفشار با استفاده از نرمافزار ANSYS CFX پرداخته است. در اینراستا اثر پارامترهای بدون بعد عدد اولر، عدد رینولدز و زبری نسبی بر ضریب افت موردبررسی قرارگرفته و درنهایت رابطهای جامع جهت تعیینضریب افت انرژی در این تبدیلها ارائهشده است. جهت حل معادلات آشفتگی سیال در لوله، از مدل کا اپسیلون استاندار استفادهشده است. برای -این منظور ابتدا هندسه تبدیلهای لولهای توسط نرمافزار سالید ورکس بهصورت سهبعدی رسم و در ادامه توسط ANSYS MESHING مشبندی تبدیلها صورت گرفت. مدلسازی اولیه تبدیلها شامل شرایط مرزی خروجی، ورودی و جداره توسط پیش پردازنده CFX-PRE ، حلمعادلات حاکم بر جریان سیال در لولهها )معادلات ناویر استوکس( توسط حل گر - CFX-SOLVER انجام گردید و در پایان نتایج توسط پسپردازنده CFD-POST استخراج گردید. بهمنظور صحتسنجی دادههای استخراجشده از نرمافزار، نتایج حاصل از حل عددی با نتایجآزمایشگاهی لوین ) 1970 ( برای تبدیلهای ناگهانی وکینگ براتر ) 1963 ( برای تبدیلهای تدریجی استفادهشده است.نتایج نشان میدهد که ضریب افت انرژی برخلاف نظر محققان گذشته علاوه بر هندسه تبدیل )نسبت قطرها و زاویه رأس تبدیل( تابع عدد رینولدز،زبری نسبی جداره و عدد اولر است. باافزایش عدد رینولدز و آشفته شدن جریان سیال در تبدیلها، ضریب افت انرژی کاهش مییابد. همچنین باافزایش زبری نسبی در جدارهی تبدیل ضریب افتانرژی کم میشود. افزایش در تغییرات فشار، باعث زیادشدن عدد اولر و افزایش خطی ضریبافت انرژی را به دنبال دارد.

کلمات کلیدی:

ضریب افت انرژی . تبدیلهای لولهای همگرا . کا اپسیلون استاندار . ANSYS CFX . ANSYS MESHING   .

دهمین کنگره ملی مهندسی عمران (1396)