بررسی پارامترهای عملیاتی تاثیرگذار بر بازدهی تبدیل انرژی امواج فراصوت با در نظر گرفتن مدل آکوستیک غیرخطی

با توجه به قیمت بالا و ضرورت بهرهوری بهتر از انرژی، مطالعه بازدهی تبدیل انرژی در فرآیند پرتودهی با امواج فراصوتامری بسیار مهم محسوب می شود. در این تحقیق یک شبیه سازی در محیط نرم افزاری COMSOL و به منظور بررسی اثردمای اولیه و گرانروی سیال، مدت زمان پرتودهی و توان انتقال یافته مبدل به محیط مایع بر میزان بازدهی تبدیل انرژیصوتی منتقل شده به محیط مایع به انرژی گرمایی جذب شده در طی فرایند پرتودهی صوتی سیال ارائه شده است. یک پرابفراصوت با فرکانس ثابت ۲۴kHz درون یک استوانه با انتهای مخروطی شکل حاوی ۱/۲L آب قرار گرفته و امواج با دامنه۱۲μm را در سیال منتشر میکند. خروجی شبیهسازی با یک مدل آزمایشگاهی اعتبارسنجی و سازگاری خوبی مشاهده شد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که افزایش میزان توان انتقالی دستگاه به محیط مایع، به علت پراکندگی و شدت بیشتر سطحفشار صوتی ایجاد شده، توان جذب شده توسط سیال و میزان بازدهی تبدیل انرژی در آب افزایش خواهد یافت. همچنینافزایش مدت زمان پرتودهی و افزایش دمای اولیه سیال، باعث کاهش توان جذب شده توسط محیط مایع و بازدهی تبدیلانرژی خواهد شد. افزایش گرانروی سیال، با توجه به کاهش تعداد حباب های کاویتاسیون ایجادشده در واحد حجم، میزانانرژی مورد نیاز برای پرتودهی مایع را افزایش میدهد و همچنین پراکندگی امواج فراصوت به علت افزایش مقاومت اصطکاکی،کاهش یافته و بخشی از توان منتقل شده به سیال صرف غلبه بر نیروی چسبندگی موجود در سیال شده که خود باعثکاهش میزان بازدهی تبدیل انرژی می شود.

Keywords:

بازدهی تبدیل انرژی , امواج فراصوت , نرمافزار کامسول , روش کالریمتری , کاویتاسیون