مدل سازی هندسی و شبیه سازی جریان در فن گریز از مرکز

معین افضلی

چکیده

در این پژوهش یک فن گریز از مرکز مینیاتوری رایانه کیفی به صورت عددی و تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی عددی رفتار جریان سیال شامل مدل سازی هندسی، تولید شبکه و حل جریان در فضای محاسباتی درون فن می‏باشد. مدل سازی هندسی با نرم افزارهای طراحی به کمک کامپیوتر (cad) صورت گرفته است. سپس، ناحیه محاسباتی ایجاد شده به نرم افزار تولید شبکه انتقال یافته است. شبکه‏ای متراکم درون هندسه پیچیده فن گریز از مرکز تولید شده است. تولید شبکه بر اساس اعمال توابع اندازه کارآمد به‏منظور ریزسازی شبکه حول پره‏ها و پیش‏گیری از تراکم بیش از حد شبکه در سایر نواحی می‏باشد. فضای محاسباتی با سلول های بی سازمان تتراهدرال گسسته شده است. با تعیین شرایط مرزی و چارچوب مرجع چرخان به حل جریان پرداخته شده است. شبیه سازی جریان آشفته درون فن از مدل آشفتگی k-? تحقق پذیر به همراه روش رفتار دیواره پیشرفته بهره برده است. نتایج حل جریان به صورت توزیع فشار، توزیع سرعت و نمایش خطوط جریان در مقاطع مختلف درون فن ارائه شده است. پس از شبیه سازی جریان و پیش بینی رفتار سیال به اصلاح هندسه به منظور بهبود بازدهی و عملکرد فن پرداخته شده است. اصلاح هندسه فن منجر به افزایش 8/5 درصدی دبی جریان خروجی شده است. این افزایش دبی بدون افزایش سرعت دورانی پروانه فن حاصل شده و تنها بر اثر بهینه‏سازی هندسه فن می‏باشد. هم‏چنین اصلاح هندسه باعث حذف جریان بازگشتی در پشت پره‏های راهنما و در نزدیکی زبانه حلزونی شده است. اندازه‏گیری توان مصرفی، فشار و دبی به صورت تجربی صورت گرفته است. اندازه‏گیری‏ها در سه حالت کارکرد فن در سرعت‏های دورانی 4000، 4500 و 5000 دور بر دقیقه انجام شده است. مقایسه نتایج عددی و تجربی اختلاف بیشینه 8 درصد و کمینه 5 درصد را نشان داده است.

اساتید راهنما و مشاور

سید سعید بحرینیان، سالم بعنونی