| Περίληψη: | Από τα πιο καίρια θέματα που απασχολούν την σύγχρονη κοινωνία είναι η δημιουργία αποδοτικών διατάξεων, και κατ’ επέκταση πιο φιλικών προς το περιβάλλον, οι οποίες έχουν ως αποτέλεσμα την εξοικονόμηση της καταναλισκόμενης ενέργειας. Το αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη δυο τύπων γεωμετριών οι οποίες συγκρίνονται βάση της ικανότητας τους να διαταράσσουν την ροή προκαλώντας διαμήκης στροβίλους μεγάλης έντασης και διάρκειας. Το ενδιαφέρον για τη δημιουργία στροβίλων εντός αγωγών προέρχεται από την ικανότητα τους να ενισχύουν τη μεταφορά θερμότητας. Οι γεωμετρίες που μελετώνται έχουν το πλεονέκτημα ότι δεν απαιτούν επιπρόσθετη ενέργεια από εξωτερικό παράγοντα για να διαταράξουν το ροικό πεδίο, συνεπώς με κατάλληλο σχεδιασμό που στοχεύει στην ελαχιστοποίηση της πτώσης πίεσης επιτυγχάνεται μια πολύ αποδοτική διάταξη. Με τη βοήθεια του σχεδιαστικού προγράμματος CATIA σχεδιάστηκαν εννέα συνολικά γεωμετρίες από τις οποίες οι τέσσερις ανήκουν στην ομάδα των διαμηκών στοιχείων ενώ οι υπόλοιπες αποτελούν τα καμπύλα στοιχεία. Στην συνέχεια αξιοποιώντας το υπολογιστικό πακέτο ANSYS-FLUENT που χρησιμοποιεί τη μέθοδο των πεπερασμένων όγκων αναλύθηκε το ροικό πεδίο που προκαλεί η εκάστοτε γεωμετρία. Δόθηκε μεγάλη προσοχή στην ορθή διακριτοποίηση του χώρου ροής καθώς και στην αναγνώριση των σημείων που απαιτούν πύκνωση του πλέγματος ώστε να προκύψουν αξιόπιστα και μεγάλης ακρίβειας αποτελέσματα. Το μοντέλο τύρβης που επιλέχθηκε για τη διεξαγωγή της ανάλυσης είναι το Realizable k-ε, μια απόφαση που πάρθηκε από σύγκριση των αποτελεσμάτων μεταξύ διαφορετικών μοντέλων καθώς και από το έργο άλλων ερευνητών που έχουν επικυρώσει την ορθή λειτουργία του για τη συγκεκριμένη κατηγορία προβλημάτων. Για τη σύγκριση των γεωμετριών μελετήθηκαν διαγράμματα και contour ταχυτήτων, πίεσης, έντασης στροβιλοτητας καθώς και τουσυντελεστή πίεσης Cp. Έτσι επιλέχθηκε η γεωμετρία που συνδυάζει βέλτιστα τόσο τη πρόκληση στροβίλων μεγάλης έντασης και διάρκειας ενώ ταυτόχρονα διατηρεί τη πτώση πίεσης σε χαμηλά επίπεδα. Συνοψίζοντας τα αποτελέσματα που λήφθηκαν από τη παρούσα μελέτη, είναι ενθαρρυντικά και έτσι τέθηκαν περαιτέρω στόχοι για μελλοντική ερευνά, οι κυριότεροι των οποίων είναι η δημιουργία πειραματικής διάταξης καθώς και η παρατήρηση της συμπεριφοράς των παραπάνω γεωμετριών έχοντας ως ρευστό των υγροποιημένο φυσικό αέριο LNG αντί του αέρα.
|
|---|
