شبيه‌سازي و بررسي پارامتري اجكتور مقياس كوچك هندسه متغير با استفاده از ديناميك سيالات محاسباتي

Simulation and parameter study of small scale variable geometry ejector using CFD

در اين مقاله، يك اجكتور بخار مورد استفاده در سيستم هاي تهويه مطبوع به روش تحليلي طراحي شده و سپس با استفاده از ديناميك سيال محاسباتي بهينه شده است. مقادير بهينه براي دو مشخصه هندسي شامل قطر گلوگاه و موقعيت نازل با استفاده از شبيه سازي عددي محاسبه شده‌اند.در ادامه اثر شرايط عملكردي بر عملكرد اجكتور بهينه مورد مطالعه قرار گرفت. از هندسه اجكتور بهينه شده در يك اجكتور هندسه متغير كه داراي يك دوك مخروطي شكل درون گلوگاه اوليه مي باشد، استفاده شده و عملكرد آن در موقعيت‌هاي مختلف دوك مخروطي مورد بررسي قرار گرفته است.نتايج نشان مي‌دهند عملكرد اجكتور به شدت تاثيرپذير از مشخصه‌هاي عملكردي و هندسي مي‌باشد، از اين رو براي دستيابي به اجكتور بهينه به كارگيري همزمان طراحي تحليلي براي دستيابي به هندسه كلي اجكتور و بهينه‌سازي عددي آن ضروري مي‌باشد. نتايج نشان مي‌دهند كه اجكتور هندسه متغير طراحي شده به همراه سيستم ذخيره بار برودتي مي‌تواند با بهره‌گيري از انرژي خورشيدي، برودت مورد نياز در طول روز را تامين كرده كه اين امر موجب كاهش مصرف سوخت‌هاي فسيلي مي‌گردد.

In this study, the theoretical design of a vaporEjector used in an air-conditioning system is performed and the designed Ejector is then optimized via computational fluid dynamics. Based on the numerical simulations, two geometrical parameters, throat diameter and nozzle position, are optimized. Then, the effects of the operating parameters on the performance of the optimized Ejector are investigated numerically. The optimized ejector geometry is used as a variable-geometry Ejector by using a spindle in the primary throat and the performance of the system in various spindle positions is studied. The results show the importance of using a analytical design to obtain the overall geometry of the Ejector andnumerical simulation in order to achieve the optimal Ejector performance. The variable-geometry Ejector designed based on the proposed method in this study with using solar energy, in conjunction with a cold storage system, might be able to provide the necessary refrigeration for all day long.