بررسي عددي اثر نازل اوليه جريان موازي بر عملكرد اجكتور مافوق صوت يك چرخه تبريد اجكتوري

Numerical investigation of the effect of parallel flow primary nozzle on the performance of the supersonic ejector of an ejector refrigeration cycle

اجكتور به ‌عنوان يك عنصر كليدي در چرخه تبريد اجكتوري به كار مي‌رود. اجكتور مافوق‌‌صوت با مشخصه‌‌هاي عملكردي مطلوب، باعث كاهش نرخ مصرف انرژي سيستم تبريد و بهبود عملكرد آن مي‌‌شود. در اين مقاله اثر استفاده از نازل اوليه جريان موازي بر عملكرد يك اجكتور مافوق صوت چرخه تبريد اجكتوري با سيال عامل بخار آب به صورت عددي بررسي شده است. براي اين منظور دو نازل اوليه مخروطي و جريان موازي با بخش هاي همگراي يكسان و نسبت سطح خروجي به سطح گلوگاه برابر استفاده شده است. منحني بخش واگراي نازل جريان موازي به كمك روش مشخصه‌ها تعيين شده است. شبيه سازي عددي به كمك نرم افزار Ansys-Fluent انجام شده است. نتايج نشان مي‌‌دهند كه با تغيير منحني واگراي نازل اوليه از نازل مخروطي به نازل جريان موازي، تغييرات نسبت مكش در ناحيه‌‌ي بحراني ناچيز و در ناحيه‌‌ي مادون­ بحراني قابل توجه است. بيشينه‌‌ افزايش نسبت مكش در ناحيه‌‌ مادون بحراني نازل جريان موازي17/3% است. همچنين با تغيير منحني واگراي نازل اوليه، فشار بحراني به اندازه 1 ميلي بار افزايش مي­ يابد و فيزيك جريان داخلي اجكتور تغيير مي ­كند.

Ejector is used as a key component in ejector refrigeration cycle. A supersonic ejector with optimal performance reduces energy consumption in refrigeration system and improves its performance. In this paper, the effect of using parallel flow primary nozzle on the performance of a supersonic ejector used in an ejector refrigeration cycle, with steam as working fluid, is numerically investigated. For this purpose, two primary nozzles, conical and parallel flow, with the same converging portion and the same ratio of exit surface to throat surface, have been used. The parallel-flow nozzle diverging curve is calculated using the characteristic method. Numerical simulations have been performed using the Ansys-Fluent software. The results show that by changing the primary nozzle diverging curve from conical nozzle to parallel flow nozzle, variation of entrainment ratio in the critical region will be negligible, but in the subcritical region, it is significant. The maximum relative variation of entrainment ratio in subcritical region of the parallel flow nozzle is +17.3%. Also, by changing the diverging curve of the primary nozzle, critical pressure increases by 1 mbar and the physics of the ejector internal flow changes.