شبیه‌سازی تأثیر نانوذرات بر بهبود خنک‌کاری بازیافتی در موتور پیشرانه مایع

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی مالک اشتر

2 هیئت علمی/دانشگاه صنعتی مالک اشتر

3 مجتمع دانشگاهی شیمی و مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

4 دانشکده هوافضا-دانشگاه صنعتی مالک اشتر-تهران -ایران

چکیده

وجود دمای بالای حاصل از احتراق نیازمند روش‌های مؤثر خنک‌کاری در محفظه احتراق می‌باشد. اغلب محفظه‌ها در موتورهای پیشرانه مایع، دارای خنک‌کاری از نوع بازیافتی هستند. یک روش جدید برای بهبود عملکرد انتقال حرارت در فرایند خنک‌کاری بازیافتی، افزودن نانوذرات به سیال خنک‌کننده است. در این تحقیق، خنک‌کاری بازیافتی در یک موتور پیشرانه مایع با فلوئنت به صورت عددی شبیه‌سازی شده است. این موتور برای کار بر روی مخلوط کروسین به‌عنوان سوخت و اکسیژن مایع به عنوان اکسید-کننده با تراست 300 کیلو نیوتن طراحی شده است. در ادامه از نانوذرات آلومینا و نانولوله کربنی (CNT) در کسر حجمی‌های 2% و 5% جهت افزودن به کروسین برای تولید نانوسیال استفاده شده است. در این مسئله جریان سیال در کانال خنک‌کننده سه بعدی، پایا و آشفته فرض شده است و همچنین از مدل آشفتگی k-ε برای جریان آشفته استفاده شده، و نانوسیال نیز به صورت تک‌فاز مدل‌سازی شده‌ است. افزودن نانوذرات آلومینا و نانولوله کربنی در کروسین به عنوان سیال خنک‌کننده به ترتیب باعث افزایش 8% و 15% در ضریب انتقال حرارت سیال خنک‌کننده شده است. با توجه به نتایج، نانولوله‌های کربنی از توانایی بالاتری جهت افزایش ضریب انتقال حرارت و بهبود خنک‌کاری بازیافتی نسبت به نانوذره آلومینا برخوردار هستند

کلیدواژه‌ها

موضوعات

نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 07 آذر 1400

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار