Μελέτη CFD συγκλίνοντος-αποκλίνοντος ακροφυσίου για σύστημα ηλιακής ψύξης

Κοτταρίδης, Σωτήριος; Kottaridis, Sotirios

dc.contributor.author	Κοτταρίδης, Σωτήριος	el
dc.contributor.author	Kottaridis, Sotirios	en
dc.date.accessioned	2021-03-12T16:26:02Z
dc.date.available	2021-03-12T16:26:02Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/53048
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.20746
dc.rights	Default License
dc.subject	Ακροφύσιο	el
dc.subject	Ηλιακή ψύξη	el
dc.subject	Υπολογιστική ρευστομηχανική	el
dc.subject	CFD	en
dc.subject	Ejector	en
dc.subject	Solar ejector cooling	en
dc.title	Μελέτη CFD συγκλίνοντος-αποκλίνοντος ακροφυσίου για σύστημα ηλιακής ψύξης	el
dc.title	CFD study of ejector for solar ejector cooling application	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Θερμική Παραγωγή Ενέργειας σε ΑΗΣ, Ψύξη, Υπολογιστική Ρευστομηχανική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-03-05
heal.abstract	Η διπλωματική αυτή εργασία στοχεύει σε μια ολοκληρωμένη μελέτη και ανάλυση με χρήση υπολογιστικής ρευστομηχανικής (CFD) της λειτουργίας ενός συγκλίνοντος – αποκλίνοντος ακροφυσίου το οποίο θα λειτουργεί σε μονάδα ηλιακής ψύξης. Η τεχνολογία του συγκλίνοντος -αποκλίνοντος ακροφυσίου συναντάται σε αναρίθμητες βιομηχανικές εφαρμογές ψύξης και όχι μόνο, σε ρόλο συμπιεστή, λόγο της απλότητας και της αποτελεσματικότητας της. Συνεπώς η μελέτη και ανάλυση της λειτουργίας και επίδοσης του, τόσο θεωρητικά όσο και πειραματικά, είναι απαραίτητη για την βέλτιστη αξιοποίηση της. Στην εργασία αυτή γίνεται έρευνα ως προς το αποτελεσματικότερο μοντέλο CFD ανάλυσης, αυτό το οποίο θεωρείται ότι δίνει τα ακριβέστερα αποτελέσματα. Αφότου οριστεί το προαναφερόμενο μοντέλο γίνεται διεξοδικός έλεγχος για την επιρροή της γεωμετρίας στην επίδοση του ακροφυσίου, καθώς και η επιρροή των οριακών συνθηκών. Τα ακροφύσια που εξετάζονται λειτουργούν με R141b και R134a. Η CFD ανάλυση γίνεται με τη χρήση του λογισμικού ANSYS 18.0. Σκοπός της εργασίας αυτής είναι η θέσπιση των βασικών κανόνων και της διαδικασίας δόμησης του εν λόγω ρευστομηχανικού προβλήματος εντός του προαναφερόμενου λογισμικού, καθώς και η θέσπιση βασικών κανόνων εποπτικής ερμηνείας των αποτελεσμάτων για διαφορετικές γεωμετρίες του ακροφυσίου και οριακές συνθήκες λειτουργίας του. Αποδείχθηκε πως ένα δομημένο υπολογιστικό πλέγμα είναι το πλέον αποτελεσματικό για την CFD ανάλυση του συγκεκριμένου αλλά και αντίστοιχων προβλημάτων. Επίσης, παρατηρήθηκε πως η επιρροή του κάθε γεωμετρικού χαρακτηριστικού ή συνθήκης λειτουργίας δεν επηρεάζει μονοσήμαντα την επίδοση του ακροφυσίου θετικά ή αρνητικά. Αντίθετα η επίδοση είναι σε συνάρτηση με κάθε διαφορετικό συνδυασμό των παραπάνω παραμέτρων και ο έλεγχος καθενός από αυτούς είναι απαραίτητος για μια αξιόπιστή μελέτη. Τα ακροφύσια που δοκιμάζονται είναι μερικά διαλεγμένα από έναν αναρίθμητο όγκο σεναρίων και τα αριθμητικά δεδομένα καθαυτά, μάλλον, δε θα βρίσκουν άμεση εφαρμογή σε μελέτες για ακροφύσια ορισμένων εφαρμογών. Ωστόσο η εργασία αυτή αποτελεί έναν οδηγό βημάτων που αν ακολουθηθεί σωστά είναι ένα εύχρηστο και αποτελεσματικό εργαλείο το οποίο δεν απαιτεί ιδιαίτερη εξειδίκευση ή εμπειρία CFD, ιδανικό για άμεσες προσεγγίσεις σε μικρής κλίμακας έρευνες και εφαρμογές.	el
heal.abstract	This dissertation aims at conducting a comprehensive study using computational fluid mechanics (CFD) on the operation of a converging - diverging nozzle which will be installed in a solar cooling unit. Converging-diverging nozzle technology is found in countless industrial refrigeration applications and not only, replacing the use of a compressor, due to its simplicity and relatively adequate efficiency. Therefore, the analysis of its operation and performance, both theoretically and experimentally, is necessary for its optimal utilization. This study analyzes case studies to determine the most effective CFD analysis model, which is considered to give the most accurate results. After defining the above model, a thorough investigation takes place to evaluate the influence of the geometry on the performance of the nozzle, as well as the influence of the boundary conditions. The tested nozzles operate with the working fluids R141b and R134a. CFD analysis is performed using ANSYS 18.0 software. The purpose of this work is to establish the basic rules and the procedure of defining this fluid mechanics problem within the aforementioned software, as well as to establish basic rules of supervisory interpretation of the results for different nozzle geometries and boundary conditions. It turned out that a structured computer grid is the most effective for the CFD analysis of the considered problem. It was also observed that the influence of each geometric feature or operating condition does not uniquely affect the performance of the nozzle. On the contrary, the performance depends on each different combination of the above parameters and the evaluation of each one of them is necessary for a reliable study. The tested nozzles are partially selected from a number of scenarios and the numerical data will probably not be directly applicable to nozzle studies of some applications. However, this work is a step-by-step guide that, if followed correctly, is an easy-to-use and effective tool that does not require special CFD expertise or experience, ideal for direct approaches to small-scale research and applications.	en
heal.advisorName	Καρέλλας, Σωτήριος	el
heal.committeeMemberName	Καρέλλας, Σωτήριος	el
heal.committeeMemberName	Κακαράς, Εμμανουήλ	el
heal.committeeMemberName	Χουντάλας, Δημήτριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θερμότητας. Εργαστήριο Μεταφοράς Θερμότητας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	133 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false