| Περίληψη: | Η παρούσα διπλωματική εργασία επικεντρώνεται στην διερεύνηση του βέλτιστου σχεδιασμού κυλινδρικών pin-fin με αυλακώσεις και του τρόπου διάταξης αυτών, εσωτερικά ενός αγωγού ορθογωνικής διατομής, με σκοπό τη δημιουργία δινών.
Συνολικά σχεδιάστηκαν στο CATIA εννέα (9) γεωμετρίες, οι οποίες προέκυψαν από τη δημιουργία αυλακώσεων, διαφόρων γωνιών με τον χ άξονα, στο κυλινδρικό pin-fin αναφοράς. Οι προαναφερθείσες γεωμετρίες μελετήθηκαν τόσο ως μονά pin-fin εντός του αγωγού, όσο και ως μέρη διατάξεων. Οι διατάξεις είναι δύο ειδών και αποτελούνται από τρία (3) πανομοιότυπα pin-fin, τοποθετημένα εν σειρά ή κλιμακωτά αντίστοιχα.
Η υπολογιστική ανάλυση πραγματοποιήθηκε με την βοήθεια του υπολογιστικού πακέτου ANSYS|FLUENT και πιο συγκεκριμένα, το ροϊκό πεδίο προσομοιώθηκε με χρήση εμπορικού κώδικα υπολογιστικής ρευστοδυναμικής (CFD). Αρχικά, ολοκληρώθηκε το πλέγμα σε κάθε γεωμετρία, το οποίο είχε αυξημένη πύκνωση στην περιοχή γύρω από τα pin-fin, όπου μελετώνται οι στροβιλισμοί. Το μοντέλο τύρβης που χρησιμοποιήθηκε είναι το k-ω SST με ενεργοποιημένη την επιλογή Low-Reynolds Correction. Για κάθε περίπτωση σχεδιασμού μελετήθηκαν διάφορες ταχύτητες εισόδου, ώστε να διερευνηθεί η επίδραση του αριθμού Reynolds στην αύξηση της διαταραχής της ροής.
Μετά την ολοκλήρωση της υπολογιστικής ανάλυσης, τα διαγράμματα ταχύτητας, πίεσης και τυρβώδους κινητικής ενέργειας λήφθηκαν υπόψιν, προκειμένου να επιλεχθεί η πιο αποτελεσματική γεωμετρία pin-fin κάθε κατηγορίας (μονά, εν σειρά και κλιμακωτή διάταξη). Στο τέλος, με χρήση του Excel, τα βέλτιστα μοντέλα συγκρίθηκαν μεταξύ τους και προέκυψε ότι η εν σειρά διάταξη κυλινδρικών pin-fin με αυλακώσεις που σχηματίζουν γωνία 60ο με τον -χ άξονα, παρήγαγαν τα υψηλότερα επίπεδα τυρβώδους ροής, με σχετικά χαμηλό συντελεστή πίεσης.
|
|---|
