به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « جدایش انرژی » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «جدایش انرژی» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • محمدعلی مشایخی، علی میرمحمدی*

    لوله گردباده ای وسیله ای مکانیکی برای جداسازی یک جریان هوای فشرده به دو جریانهوای سردتر و گرم تر از جریان ورودی، به طور همزمان است. طراحی ساده، حجم کم و بینیازی از تعمیر، باعث شده تا این دستگاه دو منظوره در صنعت مورد توجه قرار گیرد.در این مقاله با استفاده از شبیه سازی و حل دینامیک سیالات محاسباتی، تاثیر فشار هوایورودی بر روی عملکرد دستگاه لوله گردباده ای بررسی شده است. جهت حل معادلات میدانجریان از مدل تلاطمی k-ε استفاده شده و هندسه مدل ثابت در نظر گرفته شده است. نتایجنشان می دهد که هر لوله گردباده ای یک فشار کاری بهینه دارد که از لحاظ میزان کاهشدما و هزینه اقتصادی توجیه پذیر می باشد. مقدار این فشار کاری در نتایج این مقاله 8 / 4 باربدست آمد. همچنین نتایج شبیه سازی نشان می دهد که برای مقاصد سرمایشی استفاده ازنسبت جرمی 3 / 0 باعث ایجاد جدایش بالاتری در خروجی سرد خواهد شد و برای مقاصدگرمایشی توصیه می گردد از نسبت جرمی سرد حدود 8 / 0 استفاده گردد.

    کلید واژگان: لوله گردباده ای, نازل ورودی, شبیه سازی عددی, جدایش انرژی, دینامیک سیالات محاسباتی}
    MohammadAli Mashayekhi, Ali Mirmohammadi *

    A vortex tube is a mechanical device for separating a stream of compressed air into two streams of colder and warmer air than the inlet stream at the same time. Simple design, small volume and no need for repair, caused this dual-purpose device to be considered in the industry. In the paper, using simulation and computational fluid dynamics technique, the effect of inlet air pressure on the performance of a vortex tube device has been investigated. To solve the flow field equations, the k-ε turbulence model is used and the model geometry is considered constant. The results show that each vortex pipe has an optimal working pressure that is both economically and economically justifiable. This working pressure was 4.8 bar in the current project. The simulation results show that for cooling purposes, using a mass ratio of 0.3 will cause a higher separation in the cold output and for heating purposes, it is recommended to use a cold mass ratio of about 0.8.

    Keywords: Vortex tube, inlet nozzle, numerical simulation, energy separation, Computational fluid dynamics}
  • محمدرضا میرجلیلی، کاوه قربانیان*

    یکی از تجهیزات مورد استفاده در سیستم های تبرید، لوله ی گرداب است که در آن یک سیال پرفشار از طریق نازل های ورودی وارد لوله شده و به دو جریان با دماهای کم تر و بیشتر نسبت به دمای ورودی منشعب می شود. پژوهش حاضر، سعی در دست یابی به شناخت بهتر پدیده ی جدایش انرژی به روش شبیه سازی عددی دوبعدی یک مدل تقارن محور چرخشی در محیط نرم افزار فلوینت 18٫2 دارد. نوآوری این تحقیق در بررسی رفتار جریان به صورت حل گذراست. نتایج حاصله ضمن تایید وجود گردابه های آزاد و اجباری، حاکی از آن است که المان های پیرامونی با حرکت به انتهای گرم و با دریافت انرژی از المان های مرکزی، به دمای بالاتری می رسند. بیشینه ی دمای کل، در نزدیکی دیواره رخ داده و به علت شرط عدم لغزش، دمای کل با کاهش مواجه است. همچنین، تغییرات دمای کل نشان می دهد که کاهش گرادیان دمای کل، در نواحی نزدیک به خروجی گرم است.

    کلید واژگان: لوله ی گرداب, جدایش انرژی, حل گذرا, دینامیک سیالات محاسباتی}
    M.R. Mirjalili, K. Ghorbanian *

    Ranque-Hilsch vortex tube is a simple mechanical device with no moving parts. A high pressure feed gas enters the vortex tube through the swirl nozzles causing the feed gas to split into two thermodynamically different streams. These two streams will be having not only different velocities but also distinguished temperatures that are lower and higher than the inlet feed gas temperature. This phenomenon and the associated energy separation of the feed gas through the vortex tube are strongly dependent on such parameters as geometry, position, and number of the swirl nozzles, diameter and length of the vortex tube, inlet feed gas pressure, control valves, and aperture duct size. Although the vortex tube is used for few decades across different industries, energy separation phenomenon is still neither fully explained nor agreed upon by the scientific community. This paper is an attempt at a better physical understanding of the embedded phenomenon using computational fluid dynamics via a commercial software (Fluent Software) to numerically simulate the transient flow behavior of the feed gas as well as the energy separation, resulting in distinguished gas streams in a two-dimensional and axisymmetric vortex tube. Appropriate boundary conditions are employed in the numerical simulation resembling experimental conditions from the open literature with the exception of the gas exit at the hot end which has been set to be in concert with the operation of the flow-control valve. The obtained numerical results are in good agreement with experimental data from the open literature. Further, the numerical simulation confirms the existence of free and forced vortices and indicates that the temperature of the circumferential elements towards the hot end gets hotter by receiving heat from the core flow due to the kinetic to thermal energy conversion in the presence of viscous shear stresses.

    Keywords: Vortex Tube, Transient Solution, Temperature Separation, Cold Mass Fraction, Computational Fluid dynamics}
  • سید احسان رفیعی، محمدباقر محمدصادقی آزاد*
    در مقاله حاضر با استفاده از شبیه سازی و تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی، به بررسی تاثیر شکل هندسی نازل های مارپیچ بر روی عملکرد دستگاه لوله گردابه ای پرداخته شده است. جهت حل معادلات میدان جریان از مدل تلاطمی k-ε  استفاده شده است و هندسه مدل نیز ثابت در نظر گرفته شده است. هدف اصلی دست یابی به مینیمم دمای خروجی سرد و بیشینه سرعت چرخشی در لوله گردابه ای می باشد. در این مقاله، دستگاه با سه مجموعه نازل شامل 3 نازل مستقیم، 6 نازل مستقیم و 3 نازل مارپیچ تجهیز شده است. نتایج حاکی از ایجاد دمای سرد پایین تر برای لوله گردابه ای با 3 نازل مارپیچ نسبت به دو مدل دیگر می باشد. همچنین این نوع نازل باعث ایجاد سرعت چرخشی بالاتری در داخل دستگاه خصوصا در محفظه چرخش می شود.
    کلید واژگان: لوله گردابه ای, نازل مارپیچ, جدایش انرژی, شبیه سازی عددی}
    S. E. Rafiee, M. B. M. Sadeghiazad *
    In this paper, the effect of helical nozzles morphology on the vortex tube performance is analyzed using simulations and computational fluid dynamics method. The k-epsilon turbulence model is used to solve the flow field equations, also, the model geometry is considered as a fixed structure. The main goal is to achieve the minimum cold outlet temperature and maximum rotational speed in the vortex tube. In this paper, the machine is equipped with three sets of nozzles including 3 straight nozzles, 6 straight nozzles and 3 helical nozzles. The results indicate a lower cold temperature for a vortex tube with 3 helical nozzles than the other two models. Also, this type of nozzle generates a higher rotational speed inside the vortex tube, especially in the vortex chamber.
    Keywords: Vortex tube, Helical nozzle, Energy separation, Numerical simulation}
  • امید موتابی، صمد جعفرمدار *
    در مقاله حاضر با استفاده از شبیه سازی سه بعدی و تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی توسط نرم افزار فلوئنت، به بررسی تاثیر فشار ورودی بر روی عملکرد دستگاه ورتکس تیوب پرداخته شده است. نوآوری کار حاضر توجه ویژه به بحث عدد ماخ درون محفظه چرخش و نحوه تغییرات آن بر اثر تغییر فشار ورودی می باشد که تا کنون در مقالات و پژوهش های دیگر بررسی نشده است. جریان داخل دستگاه به صورت تراکم پذیر و توربولانس در نظر گرفته می شود. به منظور درک و بررسی تاثیر فشار ورودی، فشارهای ورودی مختلف به دستگاه وارد شده و نتایج استخراج و تحلیل می شوند. جهت حل میدان جریان از مدل توربولانس k-ε استفاده شده است. هندسه مدل ثابت در نظر گرفته شده است. هدف اصلی دست یابی به مینیمم دمای خروجی سرد و ماکزیمم سرعت چرخشی در ورتکس تیوب می باشد. مقاله حاضر بر این باور است که هر ورتکس تیوبی، یک فشار کاری بهینه دارد که هم از لحاظ میزان سرمایش تولیدی و هم از لحاظ اقتصادی توجیه پذیر می باشد این فشار کار در مقاله حاضر برابر 4.8 بار بدست آمد. نتایج نرم افزاری حاضر نشان می دهد که برای مقاصد سرمایشی استفاده از نسبت های جرمی سرد حدود 0.3 باعث جدایش بالاتری در خروجی سرد خواهد شد و برای مقاصد گرمایشی توصیه می گردد از نسبت جرمی سرد حدود 0.8 استفاده گردد.
    کلید واژگان: ورتکس تیوب, فشار ورودی, جدایش انرژی, عدد ماخ}
    S. Jafarmadar *, O. Moutabi
    Vortex tube or Ranque–Hilsch vortex tube is a mechanical device with a simple geometry and without any intricacy in its components, which can produce two colder and hotter streams from compressible inlet air. In this investigation, computational fluid dynamics (CFD) technique is used to study of key design parameter influence, i.e. inlet pressure on the performance of vortex tubes and energy separation phenomenon. The novelty of the present paper is the special focus on the Mach number inside vortex chamber and its changes due to the inlet pressure effect which has not been investigated in other papers yet. The governing equations have been solved by FLUENT code in 3D compressible and turbulent model using standard k-ε turbulence model. In this study on the basis of obtained results by the CFD study, different inlet pressures of vortex tube are studied. Finally in order to attain the more temperature separation in the vortex tube system, some suggestions and results is presented. This article believes that every vortex tube has an optimum pressure which is commercially optimized in heating and cooling processes. This optimum pressure was found to be 4.8 bar in the present research. The present obtained software results indicate that for cooling purpose, the cold mass fraction of about 0.3 will be recommended for higher cold temperature difference and for heating purposes in throughput of the cold mass ratio of about 0.8 is used. The obtained CFD results are validated by available experimental results. Also the inlet pressure increment reveals the increase of entropy generation and irregularity in the system.
    Keywords: Vortex Tube, Inlet Pressure, Energy Pressure, Mach Number}
  • نادر پورمحمود، اشکان جهانگیرامینی، امیر حسن زاده، سید علیرضا ایزدی
    در این مقاله، تاثیر زاویه محوری نازل های تزریق بر ساختار جریان در یک ورتکس تیوب فشار پایین با استفاده از تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی، بررسی شده است. نتایج عددی برای جریان های آشفته و تراکم پذیر با استفاده از مدل توربولانس استاندارد k-ε به دست آمده اند. ابعاد ورتکس تیوب های مدل شده برای تمام مدل ها یکسان بوده و عملکرد دستگاه تحت 6 زاویه محوری مختلف برای نازل ها بررسی می شود. رسیدن به حداقل دمای ممکن در خروجی سرد هدف اصلی این تحقیق عددی است. بررسی ما نشان می دهد که استفاده از این نوع نازل، جدایش انرژی و ویژگی های جریان را تغییر می دهد. با در نظر گرفتن فشار کل جریان سرد پارامتر جدیدی با عنوان ξ تعریف شد و نتایج حاکی از این امر است که تغییر پارامتر ξ می تواند مستقیما دمای خروجی سرد را تحت تاثیر قرار دهد. در نهایت برخی از نتایج حاصل از کار عددی با نتایج تجربی مقایسه شده اند که تطابق قابل قبولی بین آنها وجود دارد..
    کلید واژگان: ورتکس تیوب, زاویه محوری, جدایش انرژی, ξ, شبیه سازی عددی}
    Nader Pourmahmoud, Ashkan Jahangiramin, Amir Hassanzadeh, Seyyed Alireza Izadi
    In this article، effect of axial angle of injection nozzles on the flow field structure in a Low-Pressure vortex tube has been investigated by computational fluid dynamics (CFD) techniques. Numerical results of compressible and turbulent flows are derived by using the standard k-ε turbulence model. The dimensions of studied vortex tubes are kept the same for all models and the performance of machine is studied under 6 different axial angles (β) of nozzles. Achieving to a minimum cold exit temperature is the main goal of this numerical research. Our investigation shows that utilizing this kind of nozzle changes the energy separation and flow characteristic. Considering total pressure of cold flow، a new parameter، ξ is defined and results shows that changing the amount of ξ can affect the cold exit temperature directly. Finally، some results of the CFD models are validated by the available experimental data which show reasonable agreement.
    Keywords: Vortex Tube, Axial angle, Energy separation, ξ Numerical simulation}
  • نادر رهبر*، مصطفی شاطری، محسن طاهریان، محمدصادق ولی پور

    در این تحقیق با استفاده از روش عددی، اثر جدایش انرژی درون لوله گردبادی تبریدی با چهار نازل مماسی در مقیاس میکرو به صورت دو بعدی متقارن محوری و سه بعدی شبیه سازی شده است. با محاسبه عدد نودسن در نازل های ورودی جریان، مشاهده شد که عدد نودسن در حدود 5-10 × 6/9 می باشد که در این محدوده جریان پیوسته بوده لذا معادلات پیوستگی، ناویراستوکس و انرژی با شرایط مرزی بدون لغزش در دیواره حاکم می باشند. جریان پایا، تراکم پذیر، لزج و مغشوش فرض شده و از مدل اغتشاشی SST k-ω برای مدلسازی اغتشاشات استفاده می شود. دمای سرد بی بعد، کارآیی آیزنتروپیکی و قدرت سرمایش پارامترهای موثری بودند که مورد بررسی و مطالعه قرار گرفتند. برای پی بردن به صحت مدلسازی، نتایج حاصل با داده های آزمایشگاهی مقایسه گردید و مشخص شد که مدلسازی سه بعدی دقت بهتری را نسبت به مدل دو بعدی دارد.

    کلید واژگان: لوله گردبادی تبریدی در مقیاس میکرو, CFD, جدایش انرژی, کارآیی آیزنتروپیکی, قدرت سرمایش}
    Nader Rahbar *, Mostafa Shateri, Mohsan Taherian, MohammadSadegh Valipoor

    In This paper the energy separation phenomenon in a micro-scale vortex tube was investigated by using the computational fluid dynamic. The flow is assumed as steady, turbulent, compressible ideal gas, and the shear-stress transport is used for modeling of turbulence phenomenon. The results show that 3-D CFD simulation is more accurate than 2-D axisymmetric one. Moreover, optimum cold-mass ratios to maximize the refrigeration-power and isentropic-efficiency are evaluated. The results of static temperature, velocity magnitude and pressure distributions show that the temperature-separation in the micro-scale vortex tube is a function of kinetic-energy variation and air-expansion in the radial direction.

    Keywords: Microscale vortex tube, Energy Separation, Numerical simulation, SST-Kw}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال