تحلیل پارامترهای طراحی در یک اتصال چندراهه پودمانی (منیفولد دود)

یکی از قسمت هایی که در طراحی موتور دیزل سنگین پرخوران شده باید بدان دقت و توجه خاصی نمود، سیستم خروج دود از درگاه خروجی استوانه تا توربین است. طراحی خوب و بهینه این قسمت باعث افزایش کارایی توربین می شود و در نهایت افزایش بازده موتور را به دنبال خواهد داشت. شرایط آرمانی آن است که تمام انرژی ضربه ای گاز خروجی با کمترین افت به توربین منتقل شود. اما مقداری از این انرژی در مسیر به علت انتقال حرارت با محیط تلف می‏شود. از طرف دیگر آرایش و نوع اتصال چندراهه بین درگاه خروجی استوانه و توربین، باعث ایجاد افت فشار و در نتیجه کاهش مقدار انرژی قابل بازیافت در توربین می شود. از آنجاییکه جریان در اتصال چندراهه و سامانه های نظیر آن سه بعدی و آشفته است در تحقیق حاضر ابتدا به منظور اعتبارسنجی حل، یک اتصال چندراهه پودمانی سه بعدی با ابعاد مشخص توسط نرم افزار fluent شبیه سازی شده است. پس از بررسی اثر رینولدز جریان و مقایسه نتایج با نتایج تجربی‏، شبیه‏سازی برای چندین اتصال چندراهه پودمانی انجام گرفته است. برای حذف افت فشار ایجاد شده در اثر اصطکاک دیواره، در هر مرحله با برون یابی خواص ترمودینامیکی، ضریب افت اصطکاکی به کمک یک مدل ریاضی یک بعدی برای جریان تراکم‏پذیر و پایا بدست آمده و از افت فشار کل کسر گردیده است. مدل سازی برای چندین نسبت جریان جرمی ورودی انجام شده است. همچنین تأثیر نسبت مساحت مقطع و زاویه‏ی بین شاخه‏های اتصال چندراهه مورد تحلیل قرار گرفته است. در نهایت برای انتخاب پارامترهای هندسی بهینه، با استفاده از روش طراحی آزمایش ها بیست اتصال چندراهه با ابعاد متفاوت مورد تحلیل قرار گرفته است.