شبیه سازی مبدل حرارتی در سرماسازهای کرایوجنیک با لوله اینرسی در شرایط مرزی شار حرارتی ثابت و بی دررو

سرماساز ضربانی یک کرایوکولر است که با ایجاد فشار نوسانی جهت دست یابی به دماهای کرایوجنیک به کار گرفته می شود. در مقاله پیش رو قصد داریم تاثیر شرایط مرزی مختلف شامل بار حرارتی ثابت و بی دررو را در مبدل حرارتی انتهای سرد سرماساز ضربانی با لوله اینرسی بررسی کنیم. جهت مدل کردن و شبیه سازی سرماساز از نرم افزارهای شبیه ساز گمبیت و فلوینت کمک گرفته شده است. در یک انتهای سرماساز از یک کمپرسور جهت ایجاد نوسانات فشار در یک فرکانس ثابت، استفاده شده است. دیواره های کمپرسور بی دررو فرض شده اند و گاز ایده آل مورد استفاده هلیم می باشد. برای تعریف سرعت نوسانی در ناحیه کمپرسور از توابع نوشته شده دستی با زبان برنامه نویسی C و برای نمایش تراکم و انبساط در آن از شبکه بندی دینامیکی استفاده شده است. مدل به کار گرفته شده یک مدل دو بعدی متقارن است که ابعاد آن بر پایه مدل های تجربی موجود انتخاب شده است. نتایج حاصل از بررسی جریان و انتقال حرارت در هر دو حالت بررسی شده و ملاحظه می شود که چگونه سرماساز با دیواره بی دررو در قسمت مبدل حرارتی سرد به دمای پایین تری دست خواهد یافت. جهت بررسی صحت نتایج از نتایج پژوهش های تجربی پیشین، که مدل سازی بر اساس ابعاد آن-ها صورت گرفته، استفاده شده است.

Keywords:

سرماساز لوله ضربانی , لوله اینرسی , کرایوجنیک , مبدل حرارتی , شبکه بندی متحرک