Investigación Numérica y Experimental del Rendimiento de un Eyectores de Fluido Binario Supersónico
Autores: Bukharin, Nikolay; El Hassan, Mouhammad
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Investigación Numérica y Experimental del Rendimiento de un Eyectores de Fluido Binario Supersónico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Inyectores
Rendimiento
Fluidos
Refrigeración
CFD
Arrastre
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los eyecciones son dispositivos mecánicos simples sin partes móviles que convierten la energía de presión de un fluido motriz en energía cinética y generan succión del fluido secundario. La capacidad de recuperar el calor residual, operar utilizando energía solar y la posibilidad de usar energía geotérmica hacen que los sistemas basados en eyección sean atractivos en diferentes aplicaciones industriales. El principal desafío de los sistemas de refrigeración basados en eyección es su coeficiente de rendimiento (COP) relativamente bajo. Para aumentar el rendimiento del eyeccionador, se pueden utilizar dos fluidos químicamente distintos en el ciclo de refrigeración. Se sugiere que se utilice una masa molecular más alta para el fluido motriz para mejorar la relación de arrastre del eyeccionador de fluido binario (BFE) y, por lo tanto, el COP del sistema. Combinaciones de gases inertes de argón-helium y kripton-aire se estudian en este documento utilizando dinámica de fluidos computacional (CFDs) y mediciones experimentales. Todos los casos de CFD fueron axisimétricos y se seleccionó el modelo de turbulencia apropiado basado en la validación experimental. Específicamente, se midieron la relación de arrastre y la presión estática a lo largo de la pared del eyeccionador para validar las predicciones de CFD. Se encontró que la relación de arrastre molar era significativamente más alta en argón-helium en comparación con kripton-aire. Las mediciones de presión estática a lo largo de la pared, además, mostraron una buena concordancia con los resultados obtenidos a través de dinámica de fluidos computacional (CFDs).
Descripción
Los eyecciones son dispositivos mecánicos simples sin partes móviles que convierten la energía de presión de un fluido motriz en energía cinética y generan succión del fluido secundario. La capacidad de recuperar el calor residual, operar utilizando energía solar y la posibilidad de usar energía geotérmica hacen que los sistemas basados en eyección sean atractivos en diferentes aplicaciones industriales. El principal desafío de los sistemas de refrigeración basados en eyección es su coeficiente de rendimiento (COP) relativamente bajo. Para aumentar el rendimiento del eyeccionador, se pueden utilizar dos fluidos químicamente distintos en el ciclo de refrigeración. Se sugiere que se utilice una masa molecular más alta para el fluido motriz para mejorar la relación de arrastre del eyeccionador de fluido binario (BFE) y, por lo tanto, el COP del sistema. Combinaciones de gases inertes de argón-helium y kripton-aire se estudian en este documento utilizando dinámica de fluidos computacional (CFDs) y mediciones experimentales. Todos los casos de CFD fueron axisimétricos y se seleccionó el modelo de turbulencia apropiado basado en la validación experimental. Específicamente, se midieron la relación de arrastre y la presión estática a lo largo de la pared del eyeccionador para validar las predicciones de CFD. Se encontró que la relación de arrastre molar era significativamente más alta en argón-helium en comparación con kripton-aire. Las mediciones de presión estática a lo largo de la pared, además, mostraron una buena concordancia con los resultados obtenidos a través de dinámica de fluidos computacional (CFDs).