مدلسازی عددی کرایوکولر لوله پالسی نوع استرلینگی

یک کد کامپیوتری برای شبیه سازی عددی میدان جریان، دمای گاز و دمای جامد بازیاب و مبدل حرارتی سرد یک کرایوکولر لوله پالسی استرلینگی نوشته شده است. از طرح بالادست جریان برای تقریب عبارات جریان انتالپی و دمای سطوح و از تقریب خطی مرکزی برای فشار روی سطوح و گسسته سازی عبارت هدایت حرارتی استفاده شده است. برنامه کامپیوتری نوشته شده محدود به کرایوکولر لوله پالسی نبوده و برای هر سیستمی شامل جریان یک بعدی گاز ایده آل با خواص ترموفیزیکی وابسته به دما قابل کاربرد است. نکات مهمی از نتایج عددی دریافته شد. کاهش دامنه دبی جرمی درون سیستم، متاثر از دو عامل انباشتگی جرم (تراکم پذیری) و افت فشار درون سیستم می باشد. دامنه فشار تحت تاثیر افت فشار، کم شده ولی مقدار متوسط سیکلیک فشار تقریباً ثابت بوده و تغییرات ناچیز آن بدلیل تبدیل انرژی فشاری به انرژی جنبشی است. دامنه نوسانات دمای گاز، بدلیل انتقال حرارت کاهش یافته و مقدار متوسط سیکلیک دما به دمای منبع حرارتی نزدیک می شود. نوسانات دمای گاز درون بازیاب بخاطر بالا بودن ظرفیت حرارتی ماتریس جامد، کم است. همچنین بدلیل سطح انتقال حرارت زیاد بازیاب، اختلاف دمای گاز و جامد کم است. بنابراین فرض تعادل ترمودینامیکی موضعی تقریب خوبی است.

کلیدواژه ها:

کرایوکولر لوله پالسی ، شبیه سازی عددی ، تقریب بالادست ، جریان تناوبی