طراحی و تحلیل سیستم خنک کاری دیفیوزر فلزی به روش جداره آبی

غالبا در یک سکوی تست شبیه ساز خلا توسط یک دیفیوزر خروجی گازمافوق صوت، از انرژی حاصل از احتراق موتور برای ایجاد و حفظ شرایط خلا در محفظه تست موتور استفاده می شود. در این سیستم دمای گاز خروجی از نازل که به طور مستقیم به دیواره های دیفیوزر برخورد می کند. بسیار بالاتر از حد تحمل بدنه فلزی دیفیوزر است. هدف این پژوهش طراحی سیستم خنک کاری برای حفاظت حرارتی دیواره های دیفیوزر شبیه ساز خلاا به روش جداره آبی می باشد. در این پژوهش ابتدا پارامترهای موثر در طراحی سیستم جداره آبی شناسایی شده و با درنظر گرفتن اهداف و الزامات طراحی، یک الگوریتم جدید برای طراحی و بهینه سازی سیستم خنک کاری جداره آبی برای شارهای حرارتی بالا و ابعاد هندسی بزرگ توسعه یافته است. سه پارامتر کلیدی دبی جرمی سیال خنک کننده ارتفاع کانال و طول کانال خنک کاری توسط الگوریتم براساس توزیع شار حرارتی در طول دیفیوزر طوری انتخاب می شوند که علاوه بر ارضای شرایط دمایی بدنه فلزی و حفظ سهولت پیاده سازی طرح، افت فشار کل نیز کمینه گردد. براساس تعریف مسئله و توزیع شار حرارتی دیفیوزر، الگوریتم مزبور قابلیت تشخیص و پیاده سازی طراحی چند کاناله را نیز دارد. با توجه به خطای روابط تجربی و نیمه تجربی مورد استفاده در تخمین ضرایب انتقال حرارت جابجایی در هندسه های بزرگ و شار حرارتی بالا از تکنیک شبیه سازی عددی برای صحت سنجی طراحی استفاده شده است. در پایان نتایج طراحی با شرایط مختلف و الزامات متعدد معرفی شده و قابلیت بالای کد عددی توسعه یافته نمایش داده شده است.