'University of Babylon - Physical Education and Sports Sciences'
Abstract
أجريت دراسة عملية وتحليلية لاستخدام حقن الماء في عملية ترطيب لهواء مستقر الجريان عبر مجرى متباعد من نفق هوائي. تهدف هذا البحث لدراسة الوضعية الامثل لحاقنة ماء منصوبة في مجرى هوائي منفرج المقطع وتخمين انعكاس ذلك على عملية خلط السائل والغاز في عملية ترطيب هواء. التجارب العملية تم اجرائها في نفق هوائي مربع المقطع بضلع 50cm يشتمل على جزء يتحول بالانفراج التدريجي الى مقطع مربع بضلع 63 cm يجري فيه الهواء بمتوسط سرعة 5 m/s بما يتوافق مع عدد رينولدز قدره 1.5 X 105. اعتمدت هذه الدراسة لنسب دفق كتلي بين 300 الى 600 ولمدى من درجات حرارة محيطية يقع بين 30oC و 45oC. اظهرت النتائج التجريبية انه عند اي موضع ضمن المقطع داخل المجرى المتباعد فأن الوضعية الامثل للحقن هي عند توجيه الرشة نحو قلب الجريان والتي تحقق أفضل ترطيب وتبريد للهواء. لقد كانت الوضعية الامثل للحقن المنفرد هي عند مركز المجرى مع اتجاه الجريان، اي عند زاوية تارجح 0o. كلما تحركت الحاقنة نحو الجدار كلما ضعف التاثير التبريدي للرش. عند درجة حرارة محيطية 45oC ونسبة دفق كتلي 300 كانت الزيادة القصوى للرطوبة 43.8% والتبريد الاقصى هو 15.2% عندما ثبتت الحاقنة عند مسافة 50 cm قبل المقطع المنفرج. اشتملت الدراسة ايضا تحليلا عدديا باستخدام الحزمة البرمجية ANSYS FLUENT 17.0 COMMERCIAL CFD، لتدقيق مطابقة معطيات الدراسة التحليلية مع النتائج التجريبية المستحصلة لنفس الظروف التشغيلية.Experimental and numerical investigations are carried out on the use of water injection in a humidification process of air traveling steadily through the divergent part of a wind tunnel. This work aims to study the optimum positioning of the water injector fixed at a divergent portion and to evaluate its impact on the liquid-gas mixing in an air humidification process. Experiments are conducted in a 50 cm square wind tunnel includes a gradually enlarged portion to 63 cm square having an air stream flowing at mean velocity of 5 m/s agrees with Reynolds number of 1.5X105 .This study adopts a mass flow ratio in a range of 300 to 600, and ambient temperatures between 30oC and 45oC. Experimental results showed that at any location within the divergent portion, the optimum position is realized when directing the spray towards the core of the flow which achieves the best humidification and cooling of the air. The optimum position for the single injection point is at the center of the duct with the axial direction of flow, i.e. at a yawing angle of 0o. As the injector moves close to the wall, the cooling getting poorer. At the ambient temperature of 45oC and flow ratio of 300, the maximum increase in relative humidity was 43.8%, corresponding to maximum cooling extent of 15.2% when the injector was fixed at 50 cm prior to the divergent portion. The study also implies a numerical analysis using ANSYS FLUENT 17.0 commercial CFD package, used to validate the conformity between experimental and numerical results obtained at the same operational conditions
