كلية الهندسة

نوقشت رسالة ماجستير في قسم الهندسة الميكانيكية بجامعة الموصل بعنوان “تصميم ضاغط لثاني أوكسيد الكربون فوق الحرج باستخدام جريان الخط المعدل وديناميكية المائع الحسابية” للطالب فراس خليل حسين علوك الجبوري في تمام الساعة التاسعة من يوم الخميس الموافق 24/3/2022 وعلى قاعة الدراسات العليا.
حظيت دورة برايتون لثاني أوكسيد الكربون فوق الحرجة باهتمام كبير في السنوات الاخيرة بسبب الكفاءة الحرارية العالية وصغر حجم المعدات وتقليل الانبعاثات. يمثل ضاغط الطرد المركزي مكوناً رئسياً في دورة برايتون الصغيرة والمتوسطة. وتتغير الخصائص الفيزيائية الحرارية لثاني أوكسيد الكربون فوق الحرج بشكل كبير مع الضغط ودرجة الحرارة أثناء عملية الانضغاط خلال الضاغط. على سبيل المثال فان كثافة ثاني أوكسيد الكربون فوق الحرج تقترب من (%60) من كثافة الماء بالقرب من المنطقة الحرجة والتي تتطلب حجماً أصغر للبشارة، مما يؤدي الى انخفاض في كفاءة الضاغط. نتيجة لذلك، فان عملية تطوير انضغاط اوكسيد الكربون مستمرة على وتيرة متسارعة. هذا العمل يقدم دراسة تصميم بشارة وناشر ذو ريش لضاغط شعاعي يعمل بثاني أوكسيد الكربون فوق الحرج باستخدام تحليل الخط المعدل احادي البعد. ومن ثم تطبيق محاكاة ديناميكية المائع الحسابية (CFD) ثلاثية الأبعاد لمعرفة نمط الجريان واستكشاف أداء الضاغط الجديد ومتابعة تغير خصائص المائع الفزيو-حرارية خلال الضاغط. تم نمذجة سائل ثاني أوكسيد الكربون كسائل حقيقي باستخدام قاعدة بيانات خصائص السوائل الحقيقية والتي تم ربطها مع كل من نموذج الخط المعدل وديناميكية المائع الحسابية. تم مقارنة نتائج الخط المعدل وديناميكية المائع الحسابية مع البيانات التجريبة المتاحة من مختبر سانديا الوطني (SNL). وظهر تتوافقاً جيداً مع بيانات التجربة. اظهرت النتائج بنية وتناسقاً جيداً للتدفق خلال الضاغط، ولم يتم ملاحظة جريان دوراني سوى في مناطق صغيرة من جهة الضغط الواطئ للزعنفة الرئيسية. كذلك كشفت نتائج ديناميكية المائع الحسابية عن تباين مفاجئ في كثافة المائع الحقيقية في الاتجاه الممتد من سطح قاعدة الزعنفة الى اعلاها في مدخل الضاغط، مما يسلط الضوء على امكانية تحسين الطرق التقليدية المستخدمة لتصميم الشروط الحدية لمدخل للضاغط فوق الحرج والتي بامكانها ان تحسن كفاءة الضاغط. كما ان النتائج بينت تطوراً في تأثير أزلة الطرف (الخلوص) على الجريان الثانوي وان تدفقاً عكسياً وجد بالقرب من الغطاء بسبب تاثير الخلوص والذي لايمكن التنبؤ به جيداً من خلال طريقة تحليل الخط المعدل.
تالفت لجنة المناقشة من أ.د امير سلطان داؤد رئيسا وعضوية كل من أ.م.د عدنان محمد عبد الله الصفاوي وأ.م.د عبد اللطيف أحمد جاد الله وم.د يونس محل نجم عضوا ومشرفا وبعدها قرأ قرار لجنة المناقشة وتضمن قبول الرسالة مع منح الطالب درجة الماجستير. تمنياتنا بمزيد من العطاء العلمي للطالب واعضاء اللجنة.