بررسی تجربی و شبیه سازی عددی جریان در لوله ورتکس

لوله ورتکس یک وسیله ساده مکانیکی است که فاقد قسمت های متحرک بوده ویکی از تجهیزات مورد استفاده در سیستم تبرید می باشد، که در آن یک سیال پرفشار از طریق نازل های ورودی وارد لوله ورتکس شده و به دو جریان با دمای کمتر، و بیشتر از دمای ورودی منشعب می شودبدین صورت می توان دماهای تا 40- درجه سلسیوس را ایجاد کرد.اگرچه با وجود اینکه تاکنون مطالعات تجربی زیادی بر روی عملکرد لوله ورتکس صورت گرفته است اما همچنان فهم فیزیکی جریان و مکانیزم پدیده جدایش دمای گاز یا بخار عبوری از آن به دلیل پیچیدگی جریان و ناسازگاری نتایج تجربی به طور کامل استنباط نشده است. در این پایان نامه با هدف ثبت دماهای سرد و گرم ناشی از پدیده جدایش دما، برحسب کسر سرد، ابتدا به بررسی تجربی عملکرد یک نمونه از تجهیزات آزمایشگاهی لوله ورتکس با مدل r433 ساخت شرکت p.a.hilton واقع در بریتانیا پرداخته شده است.در ادامه با استفاده از روش های دینامیک سیالات محاسباتی موجود در نرم افزار ansys cfx14.5 شبیه سازی عددی جریان حالت دائم،تراکم پذیر و سه بعدی، با ایجاد شبکه محاسباتی دارای ساختار منظم و شش وجهی، برروی هندسه لوله ورتکس فوق الذکر و با استفاده از مدل های مغشوشی چون k-epsilon استاندارد، k-omega و sst k-omega انجام شده است.در پایان نمودار های دمای استاتیک خروجی سرد و گرم، ضریب عملکرد و راندمان آیزنتروپیک ناشی از نتایج شبیه سازی عددی با نتایج تجربی مقایسه شده است