A CFD analysis of gas-flow in a supersonic ejector

Resumo

Ejetores supersônicos são extensamente usados em diferentes aplicações como aeroespacial, propulsão e refrigeração. O ejetor é um dispositivo simples constituído por quatro componentes principais não móveis: bocal primário, entrada secundária, câmara de mistura e difusor. Apesar dos ejetores terem baixa eficiência estes são atrativos devido à falta de partes móveis, do baixo custo e da alta confiabilidade. A principal característica desses dispositivos é a troca da energia cinética do fluido primário com o fluido secundário na câmara mistura. Neste trabalho o modelo matemático para um escoamento compressível é resolvido numericamente usando o método de volume finito com uma aproximação acoplada baseada na pressão. Um refinamento de malha adaptativo é empregado para capturar as reflexões de choque e a interação entre o choque e a camada de mistura. Resultados numéricos para a eficiência do ejetor foram comparados com dados experimentais disponíveis na literatura. Por fim, foi realizada uma simulação numérica variando o fluxo de massa na entrada secundária para a análise do aumento da pressão entre a segunda entrada e a saída do difusor de um ejetor supersônico. Os resultados das simulações mostraram que o aumento de pressão foi reduzido enquanto o fluxo de massa na entrada secundária foi aumentado.