بخشی از مقاله
چکیده
یکی از ساده ترین انواع موتورهای جت، موتورهای پالس جت هستند. این موتورها به دلیل نداشتن کمپرسور، توربین و یا حتی محور مورد توجه قرار گرفته اند. در عرصه نظامی با توجه به ارزان قیمت بودن و همچنین نداشتن قطعات متحرک مورد توجه دولت ها قرار می گیرند. این موتورها می توانند در پهپادهای هدف مورد استفاده قرار گیرند. در این تحقیق فرآیند احتراق درون موتور پالس جت دریچه دار توسط نرم افزار انسیس فلوئنت مورد بررسی قرار گرفته است. هندسه ابتدایی موتور نیز با استفاده از نرم افزار گمبیت ایجاد شد.
در این مقاله به منظور شبیه سازی هر چه بهتر موتور و اندازه گیری مقادیر مختلف دما، فشار و سرعت ورودی درون موتور از طریق ایجاد راهگاه های ورودی درون بدنه موتور استفاده شد. برای استارت اولیه موتور هوای ورودی از طریق کمپرسور به درون موتور وارد می شود. مقدار فشار اندازه گیری شده برای موتور بدون دریچه بین 87000 Pa تا 115000 Pa است. مقدار دمای اندازه گیری شده برای این موتور نیز بین 250K تا 2200K است.
-1 مقدمه
محققان زیادی به بررسی نحوه عملکرد موتورهای پالس جت در انواع مختلف پرداخته اند. اولین تحقیقات انجام شده در سال 1882 انجام گرفته است و با توجه به اهمیت و جذابیت نحوه کار این موتورها محققان مختلفی به مطالعات تجربی و تئوری در زمینه این موتورها پرداخته اند. بخش عمده ای از این تحقیقات در مورد نحوه عملکرد این موتورها و چگونگی بالا بردن بازده موتور با تغییر در هندسه موتور بوده است. ولی تاکنون تحلیل های عددی برای این موتورها کمتر انجام گرفته است.
انواع موتورهای پالس جت
موتورهای پالس جت به دو دسته تقسیم می شوند:
-1 دریچه دار
در این نوع موتور از یک ورقه فلزی باریک به عنوان دریچه استفاده می شود که این دریچه با استفاده از اختلاف فشار درون محفظه احتراق و بیرون آن باز و بسته می شود.
-2 بدون دریچه
این موتور سوپاپی برای ورود هوا و سوخت ندارد و هوا و سوخت به صورت مداوم وارد می شوند. به منظور درک بهتر از نحوه عملکرد موتور پالس جت در حالت واقعی، در حین انجام مراحل مختلف شبیه سازی عددی موتور پالس جت، ساختن این موتور انجام گرفت. موتورهای پالس جت در بین موتورهای جت به عنوان موتورهای با شروع استارت سخت مشهورند. تمام دشواری راه اندازی این موتورها در زمان استارت آنهاست. به منظور راهاندازی فرآیند احتراق به سه عامل زیر نیاز داریم:
-1 سوخت
-2 هوا
-3 جرقه برای اشتعال اگر چه این سه عامل مهمترین نیازهای استارت موتور
پالس جت هستند ولی برای روشن ماندن این موتورها کافی نیستند. مواردی مانند زمان بندی صحیح جرقه زنی، مقدار ورود سوخت، نوع سوخت، نحوه ورود سوخت، میزان هوای ورودی و همچنین تعداد ورودی از عوامل بسیار موثر هستند.
سوخت
پالس جت ها با طیف وسیعی از سوخت ها قابل راه اندازی هستند. سوخت های گاز مایع، دیزلی، بنزین و متان می توانند مورد استفاده قرار گیرند.
هوا
با استفاده از کمپرسور میزان هوای مورد نیاز برای راه اندازی موتور در حالت آزمایشگاهی را می توان تامین کرد.
جرقه
از شمع و کویل و رله به منظور ایجاد جرقه می توان استفاده کرد ولی با توجه به این نکته که شمع فقط در شروع سیکل کارایی دارد و در ادامه فرآیند کاری موتور پالس جت هیچ عملی انجام نمی دهد پس به منظور سادگی از شعله خام در انتهای لوله برای شروع احتراق استفاده شده است.
جریان داخل موتور
جریان داخل موتورهای پالس جت از نوع جریان مغشوش است. تاکنون صدها مدل اغتشاشی ارائه شده اند که هر یک برای رژیم های خاص جریانی و حتی در ناحیه ای خاص از میدان جریان معتبر و دقیق هستند.
