دانلود پایان نامه

شکل ‏412- تغییرات شدت توربولانسی ماکزیمم با افزایش ارتفاع نسبی رمپ جهت ramp = 5°
شکل ‏413- تغییرات شدت توربولانسی ماکزیمم با افزایش زاویه رمپ جهت tr / d = 0.1
پروفیلهای سرعت جریان عبوری از روی رمپ
نحوه تغییرات سرعت در جهت جریان و بردارهای سرعت متوسط بالاخص در ناحیه چرخش از پارامترهای مهم بیان کنندهی وضعیت جریان عبوری از روی رمپ میباشد. شکلهای (4-14) و (4-15) کنتورهای سرعت در جهت جریان و بردارهای سرعت متوسط برای جریان عبوری از روی رمپ هواده، به ترتیب برای رمپهای B (tr/d=0.1, =10°) و D (tr/d=0.2, =10°) را به نمایش گذاشتهاند. با توجه به این شکلها، سرعت در جهت جریان در مقطع انتهایی رمپ به دلیل وجود رمپ و کاهش سطح مقطع داکت، به مقدار ماکزیمم خود رسیده و بعد از ورود به ناحیه چرخش، در نزدیکی کف داکت مقادیر منفی به خود میگیرد و رفته رفته در جهت جریان از مقادیر منفی سرعت کاسته شده و در نهایت در مقطع انتهایی ناحیه چرخش سرعت منفی مشاهده نمیشود و سپس جریان به حالت عادی خود بر میگردد.
با توجه به کنتورهای سرعت ترسیمی مشاهده میشود که افزایش سرعت جریان بر روی رمپهای با زاویه کوچکتر به دلیل جمع شدگی تدریجی مقطع داکت از روند نسبتا یکنواختی برخوردار بوده در حالی که در روی رمپهای با زاویه بزرگتر این افزایش با شدت بیشتری صورت گرفته است و بر عکس، کاهش سرعت جریان در پاییندست رمپها با زاویه بزرگتر با شدت کمتری صورت پذیرفته است. همچنین ناحیه چرخش بلافاصله پاییندست رمپ در تمامی حالات به وضوح قابل مشاهده میباشد.
کنتورهای سرعت در جهت جریان
بردارهای سرعت متوسط جریان
شکل ‏414- کنتورها و بردارهای سرعت متوسط جریان عبوری از روی رمپ B (tr/d=0.1, =10°)
کنتورهای سرعت در جهت جریان
بردارهای سرعت متوسط جریان
شکل ‏415- کنتورها و بردارهای سرعت متوسط جریان عبوری از روی رمپ D (tr/d=0.2, =10°)
پروفیلهای توزیع فشار
فشار کل (Pt) در جریان سیال غیر قابل تراکم برابر حاصل جمع فشار استاتیک (P) و فشار دینامیک (Pd=0.5 U2) میباشد که در مسیر جریان تغییرات آنها عکس یکدیگر میباشد. شکل (4-16) کنتورهای فشار استاتیک را در نزدیکی رمپ هواده تعبیه شده در داکت، برای رمپهای A، B و D نمایش میدهد. در این شکلها، تاثیر وجود رمپ در کف داکت، بر روی نحوه توزیع فشار جریان در حوالی رمپ به خوبی برای رمپهای مختلف مشاهده میشود. به طور کلی فشار استاتیک جریان در نزدیکی کف داکت در ابتدای رمپ به دلیل تغییر شیب بستر داکت افزایش موضعی را نشان میدهد ولی از مقدار آن در بالای رمپ به علت کاهش ارتفاع مقطع جریان و در نتیجه افزایش سرعت جریان به تدریج کاسته شده و در انتهای رمپ به حداقل مقدار خود تنزل مییابد. بلافاصله بعد از رمپ با جداشدگی جریان و تشکیل لایه برشی و تفکیک میدان جریان به ناحیه اصلی در بالای لایه برشی و ناحیه چرخش در زیر آن، توزیع فشارهای استاتیک دچار دگرگونی میگردد.
در ناحیه چرخش هر چقدر به کف داکت نزدیکتر میشویم از مقدار فشار استاتیک کاسته شده، به طوری که مینیمم مقدار آن در کف بلافاصله پاییندست رمپ مشاهده میگردد. در خارج از ناحیه چرخش و با دور شدن از رمپ، از تاثیر رمپ بر میدان فشار جریان کاسته شده و همانطور که از آرایش کنتورهای فشار مشهود است، افتهای فشار استاتیک در مسیر جریان متناسب با نیروهای اصطکاکی اعمالی، با شدت یکنواخت و ملایمی رخ میدهد.
با مقایسه کنتورهای فشار استاتیک رمپهای مختلف نشان داده شده در شکل (4-15) میتوان به تاثیر هندسه رمپ بر میدان فشار پی برد. با ثابت بودن ارتفاع رمپ و صرفا با افزایش زاویه رمپ، مهمترین تغییر همانا افزایش فشار در ابتدای رمپ B نسبت به رمپ A میباشد و از طرفی با ثابت بودن زاویه رمپ و فقط با افزایش ارتفاع رمپ، تغییر اصلی در آرایش کنتورهای فشار در ناحیه چرخش بلافاصله پاییندست رمپ مشاهده میشود به طوری که با افزایش ارتفاع رمپ (رمپ D نسبت به رمپ A) تغییرات فشار در محدودهی وسیعتری با توجه به افزایش قابل توجه ناحیه چرخش قابل تشخیص میباشد و در این ناحیه فشار استاتیک کاهش قابل توجهی را در رمپ D نسبت به رمپ B نشان میدهد.
رمپ A (tr/d=0.1, =5°)
رمپ B (tr/d=0.1, =10°)
رمپ D (tr/d=0.2, =10°)
شکل ‏416- تغییرات فشار استاتیک در نزدیکی رمپهای مختلف
جهت بررسی بهتر، پروفیلهای فشار استاتیک برای رمپ D (tr/d=0.2, =10°) در مقاطع مختلف داکت در شکل (4-17) ارائه شده است که در آنها به خوبی تغییرات فشار استاتیک قبل، روی و پاییندست رمپ نمایش داده شده است. در موقعیت بالادست رمپ، مقطع (a)، توزیع یکنواخت فشار در مقطع را شاهد هستیم و در مقطع واقع در ابتدای رمپ، مقطع (b)، فشار در نزدیکی کف افزایش یافته و با فاصله گرفتن از کف به وضعیت توزیع یکنواخت باز میگردد. در مقاطع انتهایی رمپ و ابتدای ناحیه چرخش، مقاطع (c و d)، مینیمم مقدار فشار استاتیک در کف و بیشترین انحراف از توزیع یکنواخت رخ می دهد و در مقاطع انتهای ناحیه چرخش و پایین این ناحیه، مقاطع (e و f)، بازگشت جریان به حالت توزیع یکنواخت فشار را شاهد هستیم. افت حاصله در فشار داخل داکت ما بین بالادست رمپ و پاییندست ناحیه چرخش، مقاطع (a و f)، ناشی از افتهای اصطکاکی و موضعی جریان داکت میباشد.

مطلب مرتبط :   دانلود پایان نامه مقدار خطا، استاندارد

(a) (b)