بررسی عددی تاثیر محرک پلاسما بر کارآیی خنک‌کاری لایه‌ای سوراخ تزریق لایه‌گستر

Abstract

در مطالعه حاضر، تاثیر محرک پلاسما بر میدان‌های جریان و دما در روش خنک کاری لایهای بر روی یک صفحه تخت از طریق سوراخ تزریق لایه گستر به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. جریان سه بعدی، آشفته، غیرقابل تراکم و پایدار درنظر گرفته شده و شبیه سازی‌های عددی با استفاده از شبکه سازمان یافته و غیریکنواخت، با بکارگیری مدل آشفتگی ِکی - اِپسیلون رینولدز پایین انجام شده است. به منظور اعتبارسنجی، نتایج عددی حاضر با نتایج تجربی و عددی مقایسه شده که از تطابق مناسبی برخوردار می‌باشد. سپس تاثیر پارامترهای مختلف جریانی و الکتریکی در حضور پلاسما بررسی شده است. در ادامه، با زاویه تزریق، نسبت طول به قطر سوراخ تزریق و نسبت چگالی ثابت، بررسی در مقادیر مختلف نسبت دمش 0/5 ،0/25 و ،1ولتاژهای ورودی 16 ،0و 24 کیلوولت و سرعت‌های مختلف ورودی 9 ،4/5و 45متر برثانیه انجام شده است. مطابق نتایج، سوراخ تزریق لایه گستر نسبت به استوانه‌ای به دلیل گسترش جانبی اثرات بهتری بر خنک کاری لایه‌ای می‌گذارد. تاثیر محرک پلاسما بر کارآیی خنک کاری لایه‌ای در نسبت دمش و سرعت‌های پایین، بیشتر و با افزایش ولتاژ اعمالی نیز زیاد می‌شود. بنابراین حالت بهینه جهت ارتقای راندمان خنک کاری، در شرایط ولتاژهای بالاتر و نسبت دمش و سرعت‌های پایین‌تر می‌باشد.