مکانیک هوا فضا
سال:1387 | دوره:4 | شماره:1 (پیاپی 11) |تعداد مقالات:8

این مقاله به بررسی مدل کامل تیر تیموشنکو بر اساس آثار تغییر شکل برشی می پردازد. برای حل معادلات حاکم، روشی بر اساس نظریه مدل سازی با المان های گسترده - متمرکز پیشنهاد شده است. فرکانس های طبیعی بدست آمده از این روش با نتایج روش چند جمله ای های چبیشف مقایسه و تایید شده است. تاثیر تغییر شکل برشی بر فرکانس های طبیعی تیر دوسر ساده و دوسر گیردار برای قطرهای مختلف مورد بحث قرار گرفته است. بعلاوه، اثر جرم متمرکز و موقعیت آن برای روتورهای دوسر ساده و دوسر گیردار با قطرهای متفاوت بررسی شده است. در حالی که روش جدید به نتایج کاملا دقیقی منجر می شود، سادگی و دقت بالا آن را برای به کارگیری در سیستم های صنعتی مناسب می سازد.

یاتاقان های گازی به طور وسیعی در کاربردهای مدرن صنعتی، بخصوص کاربردهایی که یاتاقان های معمولی روغنی و بلبرینگ ها نمی توانند عمل کنند، به کار گرفته می شوند. با وجود مزایای بی شمار، یاتاقان های گازی دارای محدودیت هایی می باشند که از مهمترین آنها کمی ویسکوزیته لایه روانکار، یعنی گاز است که باعث می شود سیستم یاتاقان آمادگی بیشتری برای ناپایداری داشته باشد. از این نظر بررسی پایداری این نوع یاتاقان ها نسبت به یاتاقان های روغنی از اهمیت بیشتری برخوردار است. هدف مقاله حاضر بررسی آثار پارامترهای طراحی، از قبیل زاویه نصب و اندازه یاتاقان بر مشخصه های استاتیکی و دینامیکی سه نوع یاتاقان گازی غیرمدور با استفاده از روش اجزای محدود است. نتایج نشان می دهند که اثر زاویه نصب بر مشخصه های استاتیکی و دینامیکی یاتاقان های گازی دو لب، در مقایسه با یاتاقان های گازی سه لب و چهار لب، بیشتر است. همچنین، اثر پارامتر فوق بر عملکرد یاتاقان های مزبور در تراکم پذیری پایین بیشتر محسوس می باشد. نتایج این بررسی نشانگر آن است که ابعاد یاتاقان های گازی غیرمدور نیز تاثیر به سزایی بر عملکرد آنها دارد.

با افزایش زاویه واگرایی دیفیوزر مادون صوت و نصب تولید کننده گردابه می توان طول دیفیوزر را کاهش داد. در این فرآیند، معمولا تولید کننده گردابه درون کانال هایی با سطح مقطع ثابت در بالادست دیفیوزر قرار می گیرد که این عمل در نگاه کلی باعث افزایش طول کلی دستگاه می شود. این افزایش طول کلی با توجه به کاربرد این گونه دیفیوزرها در تونل باد، باعث عدم کارایی مناسب آن می شود. در این مقاله، تحلیل تجربی یک دیفیوزر با زاویه واگرایی 14 درجه با نصب تولید کننده گردابه درون یک دیفیوزر با زاویه کم، به جای کانال با سطح مقطع ثابت، ارایه شده است. استفاده از این روش طول دیفیوزر را به حدود نصف کاهش داده و عملکرد آن را 20 تا 45 درصد با توجه به میزان عدد رینولدز بهبود بخشیده است. نصب تولید کننده گردابه باعث کاهش 40 درصدی مصرف انرژی برای راه اندازی و ایجاد جریان درون دیفیوزر گردیده است. همچنین، نتایج آزمایش ها نشان می دهد که با افزایش عدد رینولدز عملکرد تولید کننده گردابه تضعیف می شود.

در این مقاله، هدف بررسی ناپایداری احتراق در موتورهای توربین گاز از نوع پیش مخلوط است. در ابتدا، مفاهیم اولیه ناپایداری در موتورهای توربین گاز طرح شده و سپس انواع مودهای فرکانس ناپایداری احتراق مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به نتایج به دست آمده از این تحقیق، کاملا مشهود است که در هنگام ناپایداری احتراق، با توجه به نوع پیکربندی محفظه شبیه سازی شده، احتمال تحریک مودهای طولی بسیار بیشتر از مودهای عرضی است. بنابراین، مهمترین مودهای فرکانسی در هنگام ناپایداری احتراق، مود اول و احیانا مود دوم نوسانات طولی است. با توجه به اهمیت مود اول، فقط مود اول فرکانس نوسانات طولی مد نظر قرار داده شده است. برای شبیه سازی ناپایداری احتراق از دیدگاه نوسانات، نسبت تعادل که در واقع یکی از مکانیزم های ناپایداری احتراق در محفظه های موتور توربین گاز می باشد، استفاده شده است. داده های به دست آمده از شبیه سازی با نتایج تجربی موجود مقایسه شده که رضایت بخش است.

در مقاله حاضر، یک روش بالادست بر مبنای مشخصه ها برای تحلیل جریان های تراکم ناپذیر لزج با تصحیح تراکم پذیری مصنوعی ارایه شده است. برخلاف روش های بر پایه مشخصه های موجود (CB)، برای جریان های تراکم ناپذیر که با فرض یک بعدی بودن موضعی جریان روابط مشخصه های یک بعدی را مورد استفاده قرار می دهند، در روش پیشنهادی حاضر از ساختار مشخصه های چندبعدی معادلات و مسیرهای واقعی انتشار اطلاعات استفاده می شود. برای اولین بار در این تحقیق، ساختار مشخصه های چندبعدی معادلات تراکم ناپذیر مصنوعی استخراج شده و از آن برای بنا نهادن طرح محاسباتی کاملا چند بعدی بر پایه مشخصه ها استفاده شده است. روش جدید MCB در شکل حجم محدود برای گسسته سازی جملات جابه جایی در معادلات ناویر استوکس مورد استفاده قرار گرفته است. روش پیشنهادی جدید برای شبیه سازی جریان های داخلی و خارجی تراکم ناپذیر مورد استفاده قرار گرفته و نتایج به دست آمده با نتایج سایر روش های مرسوم و داده های موجود در ادبیات فن مقایسه شده است. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که روش جدید ارایه شده در شکل های مرتبه اول و دوم نسبت به طرح های محاسباتی مرسوم CB نتایج دقیق تری را ارایه می دهد. با استفاده از این روش نیازی به اضافه کردن لزجت مصنوعی، حتی در اعداد رینولدز بالا، نمی باشد و روش حل کاملا پایدار است. مزیت چشمگیر دیگر طرح محاسباتی MCB نرخ همگرایی سریع آن در مقایسه با روش CB (که نرخ همگرایی کند آن در ادبیات فن به دفعات ذکر شده) و روش مرکزی می باشد. نتایج به دست آمده با استفاده از طرح MCB مرتبه دوم با نتایج متعدد موجود در ادبیات مورد مقایسه قرار گرفته که در تمامی موارد توافق بسیار خوبی بین آنها مشاهده می شود.

امروزه فرآیند فرزکاری به یکی از پرکاربردترین و متداول ترین شیوه های تولید تبدیل شده است. یکی از اهداف اصلی در فرآیند فرزکاری افزایش قابلیت تولید است. در فرزکاری سرعت بالا با بار جانبی کم، کسر زمان ماشینکاری به زمان تناوب اسپیندل عدد کوچکی است. در فرزکاری با بار جانبی کم دو نوع ناپایداری تشخیص داده شده که ارتعاشات خود برانگیخته کلاسیک یا انشعاب Hopf و دیگری انشعاب Flip ناشی از آثار ضربه ای هنگام ورود و خروج قطعه کار نامیده شده اند. یکی از نیازهای اساسی برای فرآیند فرزکاری سرعت بالا پیش بینی نواحی برش پایدار می باشد. در این تحقیق، هدف اصلی پیاده سازی روش تحلیل المان محدود زمانی اصلاح شده که بتواند اثرات تغییر زاویه مارپیچ را برای یک سیستم ارتعاشی دو درجه آزادی پیش بینی نموده و دالان های پایداری فرآیند فرزکاری را با دقت قابل قبول رسم نماید، می باشد. نتایج حاصل از شبیه سازی گواه این مطلب است که با افزایش زاویه مارپیچ به مقدار 30o، ناپایداری مربوط به انشعاب Flip کلا از مرز ناپایداری حذف می شود. توسط آزمایش های فرزکاری نتایج حاصل از شبیه سازی بررسی شده و مورد تایید قرار گرفته است.

این مقاله به نتایج آزمایش هایی بر روی کمپرسور یک توربین گاز کوچک مولد انرژی الکتریکی می پردازد. این آزمایش ها در هنگام کارکرد کل موتور، یا به عبارتی روی خط عملکرد کمپرسور صورت گرفته اند. مقادیر متوسط زمانی توزیع فشار محوری و محیطی در دورهای مختلف برای هر طبقه کمپرسور اندازه گیری شده اند. فازهای شتاب دهی و کاهش شتاب موتور به فاصله های زمانی معقول با سرعت ثابت موتور در هر کدام تقسیم شده است. لذا، اخذ اطلاعات آزمایشگاهی در حالت عملکرد پایای موتور صورت گرفته است. پارامترهای اندازه گیری شده شامل شدت گذر جرمی هوا، توزیع دما و فشار می باشند. داده های آزمایش ها برای محاسبه توزیع ضریب بار در امتداد محور کمپرسور مورد استفاده قرار گرفته اند. نتایج آزمایش ها نشان می دهند که فشار کل در هر یک از طبقات از ناحیه خط مرکزی به سمت پوسته و طوقه کاهش می یابد. از طرفی، تغییرات زیادی در ضریب بار هر یک از طبقات در طی فازهای شتاب دهی و کاهش شتاب موتور دیده نمی شود. لیکن، توزیع محوری ضریب بار از ابتدا تا انتهای کمپرسور در محدوده سرعت چرخش موتور حین آزمایش ها افزایش یافته است.