طراحي يك بعدي اجكتور يك، دو و سه مرحله اي تونل باد فراصوتي

One Dimensional Design of Single, Two and Three-Stage Ejector of a Hypersonic Wind Tunnel

يكي از روش هاي بسيار متداول در تونل هاي باد فراصوتي استفاده از سيستم اجكتور مي باشد. در اين سيستم با دمش هواي پر سرعت در مقطع مشخصي از تونل باد مي توان عدد ماخ مورد نياز محفظه آزمون را ايجاد كرد. در تحقيق حاضر با در نظر گرفتن ابعاد، عدد ماخ، دماي استاتيك و فشار سكون محفظه آزمون پارامترهاي مورد نياز اجكتور تك مرحله اي، دو مرحله اي و سه مرحله اي تونل باد شامل دبي، سرعت و فشار سكون محاسبه شده است. در طراحي صورت گرفته دو فرض اساسي براي حل معادلات حاكم استفاده شده است. اول اينكه فشارسكون براي هر سه اجكتور برابر باشد و دومين فرض اينكه عدد ماخ هر سه اجكتور برابر باشد. براي ارزيابي صحت نتايج كد محاسباتي توسعه داده شده، از نتايج آزمايشگاهي تونل باد با عدد ماخ محفظه آزمون برابر 2 استفاده شده است كه نتايج اختلاف بين 5 تا 7 درصد را نشان مي دهد. ابتدا نتايج طراحي اجكتور تك مرحله اي متاثر از تغيير عد ماخ محفظه آزمون ارايه گرديده و سپس اثر كاهش فشار استاتيك خروجي به عنوان ابزار ايجاد خلا در خروجي تونل باد براي اجكتور تك مرحله اي مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنين نتايج طراحي اجكتور دو مرحله اي با دو فرض برابري عدد ماخ و نيز برابري فشار سكون اجكتورها ارايه شده است و در نهايت طراحي اجكتور سه مرحله اي به عنوان آخرين بخش تحقيق مورد مطالعه قرار گرفته است.

One of the most common facilities utilized in supersonic wind tunnels is the multi-stage ejector system. In this study, according to characteristics of the test section including Mach number, static temperature and stagnation pressure, prominent features of the single, two and three-stage ejectors such as mass flow rate, velocity and stagnation pressure are computed. Validation of the developed computational code results is performed via comparison with the experimental data of a wind tunnel operating at Mach number 2. At the earlier section, design parameters of single ejector versus different mach numbers of the test section are presented and then effect of static pressure reduction as a means of vacuum induction at the outlet of the wind tunnel is discussed. Furthermore design of two-stage ejector according to two methods of equal Mach number and equal stagnation pressure for ejectors is completed and in the last section three-stage ejector is studied base on the same stagnation pressure for comprising ejectors.