9541

مطالعه اثر نوع گاز بر عملكرد لوله هارتمن-اشپرينگر

كارشناسي

مهندسي مكانيك

1403

حجت قاسمي

سيد مصطفي حسينعلي پور

1403/11/09

مهندسي مكانيك

Investigation of gas type influence on the performance of the Hartmann-Sprenger tube

در اين پژوهش به بررسي اثر گاز در لوله هارتمن-اشپرينگر و عملكرد آن پرداخته شده‌است. از ديناميك گازها مي‌دانيم كه ورود يك جت فرو منبسط به يك حفره استوانه‌اي با ديواره نازك( لوله تشديد) مي‌تواند باعث گرمايش سريع و قوي گاز محبوس دز حفره و ديواره شود. اين گرمايش مي‌تواند تا چند برابر دماي سكون جت گاز باشد[1]. اخيرا يك كاربرد اين پديده براي احتراق پيشرانه‌هاي گازي و مايع موتور موشك بيان شده است[2]. دماي داخل لوله تشديد مي‌تواند به مقادير كافي براي مشتعل كردن مخلوط پيشران دست يابد. اين مطالعات در عرض پژوهشي از يك دانشجوي تحصيلات تكميلي بوده كه منجر به ساخت نمونه‌اي آزمايشگاهي جهت شناخت بهتر عملكرد دستگاه شده‌است. در اين نمونه ‌آزمايشگاهي از دستگاه توانايي توليد انرژي گرمايي آن بررسي شده و همچنين پارامترهاي موثر بر عملكرد حرارتي لوله هارتمن اشپرينگر بررسي گشته است. به طور خاص در اين پژوهش پس از مطالعات گسترده پيرامون پديده گرمايش گاز ديناميكي و درك فيزيك و علت آن به شبيه‌سازي عددي براي درك اثرگاز بر رفتار امواج، دما و فشار قابل حصول و نوسانات دما و فشار پرداخته شد. در اين شبيه‌سازي‌ بررسي رفتار گازهاي مختلف، از جمله نيتروژن، هيدروژن، متان، كربن دي اكسيد، هوا، هليوم و آرگون پرداخته شده‌است تا تاثير جرم مولي و ظرفيت گرمايي هر گاز اعم از تك اتمي، دو اتمي و چند اتمي بر قابليت گرمايشي آن بررسي شود. همچنين تركيبات هيدروژن و اكسيژن با نسبت‌هاي هم‌ارزي مختلف به جهت بررسي قابليت استفاده از اين تركيب براي احتراق خود به خودي در سيستم هارتمن-اشپرينگر بررسي گرديد. همچنين لازم به ذكر نتايج بدست آمده با اقتباس از مسئله لوله شوك مورد بررسي قرار گرفته‌اند.