بخشی از مقاله
چکیده
دستیابی به دماي بسیار پایین یکی از نیازهایی است که از اواسط قرن نوزدهم مطرح گردیده و از زمانی که براي اولین بار با ایجاد فشار نوسانی در یک لوله توخالی، اثرات سرمایشی مشاهده گردید، پژوهشگران کرایوجنیک تحقیقات خود را به این زمینه معطوف کردند و طی سال هاي متمادي به نتایج مطلوب وارزشمندي دست یافتند، در این مقاله از نرم افزار فلوئنت جهت مدل سازي سرماساز پالس تیوب تک مرحله اي استفاده شده وعملکرد سیستم در حالت پایاي نوسانی با فرض گاز ایده آل هلیوم و بدون هیچ اثر گرانشی نشان داده شده و در پایان با نتایج بدست آمده از مدل تجربی مقایسه شده است.
مقدمه
در سال1960 اولین بار جی فورد به اساس کاري سرما ساز پالس تیوب پی برد. [1] و در سال 2003 راس در یک تحقیق براي سازمان فضایی ایالات متحده آمریکا فرکانس هاي مختلف را براي رسیدن به دماهاي پایین تر انجام داد. [2] و در سال 2006 چا و همکاران تحلیل فرکانسی در یک پالس تیوب مینیاتوري را در CFD انجام دادند.[3] در این مقاله از روش حجم محدود براي تحلیل سرما ساز تک مرحلهاي پالس تیوب استفاده شده است.اجزاء یک سرماساز پالس تیوب تک مرحله اي در شکل - - 1 نشان داده شده است.
شکل - : - 1 تصویر متقارن و شماتیک یک دستگاه سرماساز پالس تیوب تک مرحله اي
در جدول - - 1 نام و همچنین ابعاد کلیه اجزاء سرماساز پالس تیوب نشان داده شده است.
جدول : - 1 - ابعاد قسمت هاي مختلف سرماساز پالس تیوب تک مرحله اي
فرضیات مسئله
حجم کمپرسور26/73 سانتی متر مکعب و فشار شارژ اولیه 3/1 مگاپاسکال و دماي محیط 300 درجه ي کلوین و سیال کاري گازهلیوم ، با فرض گاز ایده آل می باشد. دیواره هاي کمپرسور، لوله انتقال،رجنراتور،مبدلحرارتی سرد،پالس تیوب لوله ي انتقال از مبدل گرم به مخزن و مخزن آدیاباتیک و دماي دیواره هاي مبدل خنک کن کمپرسور و مبدل حرارتی گرم دماي ثابت 293درجه ي کلوین مفروض شده است. مبدل حرارتی سرد نیز بدون بار فرض شده و همچنین ضخامت کلیه قسمت ها ناچیز فرض شده است.
مدل سازي هندسی و تولید
مدل سازي هندسی پالس تیوب تک مرحله اي بصورت متقارن2و همچنین مش بندي توسط نرم افزارگمبیت3 با تعداد نود82904 انجام پذیرفته است. در مدل سازي کمپرسور از مش هاي دینامیکی که در آن حجم کمپرسور نسبت به زمان تغییر می کند و یک یو دي اف5 براي به حرکت درآوردن کمپرسور در زبان سی6نوشته شده است و به هنگام سازي مش هاي دینامیکی در نرم افزار فلوئنت7 بطور اتوماتیک انجام می پذیرد.
