Difüzör, hızı düşürüp statik basınç kazanmak için kesiti genişleten bir geçiştir. Fan ve kompresör çıkışında, rüzgâr tünellerinde, havalandırma kanallarında ve emiş borularında vardır.
Basit görünür; ters basınç gradyanı altında çalıştığı için CFD'nin en zorlandığı geometrilerden biridir.
Optimum bir açı vardır
Açı küçükse: ayrılma yoktur ama difüzör çok uzun olur, sürtünme kaybı birikir ve yer kaplar.
Açı büyükse: sınır tabaka ters basınç gradyanına dayanamaz, ayrılır. Ayrılan akış kesitin bir kısmını tıkar, gerçek genişleme oranı düşer ve basınç geri kazanımı azalır.
İkisinin arasında bir optimum vardır ve dar bir aralıktadır. Bu yüzden difüzör tasarımı bir uzlaşmadır, bir maksimizasyon değil.
Giriş şartı en az açı kadar önemli
Aynı difüzör, girişteki hız profiline göre tamamen farklı davranır. Bir dirsekten ya da fandan çıkıp doğrudan difüzöre giren, düzgün olmayan ve dönen bir akış, ayrılmayı çok daha erken başlatır. Bkz. dirsekte ikincil akış notu.
Katalog difüzör verimleri düzgün giriş için ölçülür; gerçek montajda elde edilen değer neredeyse her zaman düşüktür.
Modelleme uyarısı
Ayrılmanın yerini türbülans modeli belirler ve difüzör bunun en hassas örneğidir: bir model ayrılmayı hiç görmez, diğeri erken başlatır. Sonuçlar arasında basınç geri kazanımı açısından kat farkı olabilir. Bkz. ayrılma notu.
Ayrıca ayrılmış difüzör akışı kararsızdır: ayrılma bir duvardan diğerine atlayabilir. Kalıcı rejim çözümü yakınsamaz ya da yanlış bir simetri üretir. Bkz. simetri notu.
Kontrol yöntemleri
Ayrılmayı geciktirmek için kanatçık, vorteks üreteci ya da emiş kullanılabilir. Bunların hepsi ölçülebilir kazanç sağlar ama geometrik ayrıntıya duyarlıdır — analizin değer kattığı yer tam olarak burasıdır.
Kaynaklar
- Menter, F. R. (1994). Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications. AIAA Journal, 32(8), 1598–1605. DOI: 10.2514/3.12149
- Langtry, R. B. & Menter, F. R. (2009). Correlation-based transition modeling for unstructured parallelized computational fluid dynamics codes. AIAA Journal, 47(12), 2894–2906. DOI: 10.2514/1.42362