شبيه سازي عددي و بررسي تاثيرعمق كنگره بر اختلاط جريان در ميكسرهاي كنگره دار

ميكسر يكي از اجزاء اصلي موتورهاي توربوفن مي‌باشد كه به منظور اختلاط جريان‌هاي هواي سرد كنارگذر با جريان هواي گرم هسته مركزي بكار مي‌رود. يكي از عوامل تاثيرگذار بر ميزان اختلاط جريان در ميكسر، ميزان عمق نفوذ كنگره‌هاي آن مي‌باشد و مقايسه عمق نفوذ كنگره‌ها و اثرگذاري آن در اختلاط جريان‌ها با شبيه‌سازي، در اين تحقيق مورد بررسي قرار گرفته است. محدوده عدد ماخ مورد بررسي، در اين نوع موتورهاي توربوفن بين 0.3 تا 0.8 مي‌باشد. در اين پژوهش، معادلات ناويراستوكس به صورت سه‌بعدي و پايا و جريان به صورت مغشوش به منظور حل جريان در نظر گرفته شده است. براي شبيه‌سازي جريان مغشوش از مدل kε استاندارد همراه با تابع ديواره استفاده شده است. در ابتدا، روش شبيه‌سازي عددي مورد اعتبارسنجي قرار گرفته، سپس پديده اختلاط جريان هواي گرم و سرد دركنگره‌هاي ميكسر تحت تاثير عمق نفوذ كنگره‌ مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج حاصل از تحقيق نشان مي‌دهد، تغييرات عمق نفوذ به‌شدت بر سرعت جريان ثانويه، قدرت چرخشي اختلاطي جريان، سرعت محوري و فشار جريان كنگره تاثيرگذار مي‌باشد و در نهايت مي‌توان نتيجه گرفت كه ميزان اثرگذاري اختلاط در ميكسر عمق بالا، 70 درصد در ميانه كنگره و در ميكسر عمق پايين، 47درصد در ميانه كنگره مي‌باشد. در مقايسه دو نوع كنگره، با چهار برابر شدن عمق كنگره‌ها در كنگره با عمق بالا نسبت به عمق كم، در حدود 49 درصد، ميزان كل اثرگذاري اختلاط در كنگره با عمق بالا بيشتر است. همچنين، سرعت جريان ثانويه و ميزان انرژي جنبشي اغتشاشي در ميكسركنگره‌دار با عمق بالا بيشتر از ميكسركنگره‌دار با عمق پايين مي‌باشد.