بررسی تجربی اثر حضور مانع و هندسه آن در میکرونازل همگرا- واگرا روی بردار پیشران و جت خروجی

Abstract

در این تحقیق اثر چند نوع مانع غیرمعمول با هندسه‌های مکعبی، کروی، استوانه‌ای و مخروطی شکل بر بردار پیشرانش یک میکرو نازل همگرا- واگرا به‌عنوان یک روش جدید در کنترل بردار پیشران به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور یک نازل همگرا- واگرا در ابعاد کوچک طراحی و ساخته شده است. این نازل به صورتی است که عدد ماخ اسمی خروجی آن در شرایط انبساط کامل، ۲ است. دیواره این نازل برای اندازه‌گیری تغییرات فشار، مجهز به سوراخ‌های فشار شده است. همچنین در دیواره نازل مجرایی برای اعمال یک مانع در درون نازل ایجاد شده است. از سنسورهای فشار برای اندازه‌گیری فشار و همچنین از سیستم سایه‌نگاری برای بررسی میدان جریان خروجی از نازل استفاده شده است. فشار کل محفظه آرامش در تمام آزمایش‌ها ثابت بوده و برابر ۵/۵بار است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می‌دهد که بیشترین مقدار انحراف، مربوط به مانع با هندسه مکعبی شکل است که برابر ۱/۲درجه است. همچنین در هندسه‌هایی که دارای گوشه‌های تیز هستند، شوک شکل گرفته قوی‌تر بوده و به دیواره مقابل برخورد می‌کند. در این تحقیق شوک شکل گرفته با مانع مکعبی و استوانه‌ای به دیواره مقابل برخورد کرده اما برای موانع کروی و مخروطی شکل، شوک از دهانه نازل خارج می‌شود. همچنین این نتایج نشان می‌دهند که نیروی محوری نازل کاهش بسیار جزیی داشته است.