مهندسی مکانیک امیرکبیر (امیرکبیر)
سال:1391 | دوره:44 | شماره:1 |تعداد مقالات:9

در این مقاله نتایج حاصل از آزمایش های انجام شده برای بررسی اثر زاویه شیب و فاصله عمودی در کانال با هندسه S شکل ارائه و تحلیل شده است. نقشه های الگوی جریان با دو معیار متفاوت، ثابت بودن زاویه شیب و تغییر طول قسمت میانی و ثابت بودن طول قسمت میانی و تغییر در زاویه شیب مقایسه شده اند. نتایج نشان دادند که با افزایش طول، گذار به الگوی جریان قالبی گردابه ای در سرعت های ظاهری بالاتری از مایع رخ می دهد و ناحیه با الگوی جریان حلقوی تکه ای مه آلود کوچکتر شده و به سمت دبی های بالاتر فاز گاز می رود. همچنین افزایش طول، منجر به بزرگتر شدن ناحیه با الگوی جریان چرن شده و در ازای آن ناحیه با الگوی جریان لخته ای گردابه ای کوچکتر می شود. با افزایش شیب نیز، گذار به الگوی جریان قالبی گردابه ای در سرعت های ظاهری بالاتر هوا صورت می گیرد و اندازه این ناحیه کاهش می یابد و همچنین اندازه ناحیه با الگوی جریان چرن بزرگتر شده و در ازای آن گستره ناحیه با الگوی جریان لخته ای کوچکتر می شود.

در این مقاله اثر جریان آکوستیک بر افزایش انتقال حرارت از یک گرمکن تخت افقی و رو به پایین در یک محفظه بسته استوانه ای شکل پر از آب، به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. امواج ایستا بین منبع حرارتی، به عنوان منعکس کننده و صفحه مرتعش پایینی ایجاد می شود. جریان آکوستیک، یک جریان پایدار چرخشی است که توسط این میدان امواج ایستا، القا می شود. صفحه بالایی با شار حرارتی ثابت گرم شده و دیواره های کناری در یک دمای ثابت نگاه داشته می شوند. بنابراین اثرات گرانش در این مقاله ناچیز است و افزایش انتقال حرارت، به دلیل ارتعاشات فراصوت است. برای یافتن بهترین محدوده قدرت آکوستیک، فشار آکوستیک اندازه گیری شده است. نتایج نشان می دهند که افزایش انتقال حرارت می تواند به کمک ارتعاشات فراصوت، نزدیک به %400 افزایش یابد. افزایش در توان ترانسدیوسر و کاهش در ارتفاع گرمکن، موجب افزایش ضریب انتقال حرارتی در محفظه می شود. همچنین افزایش کاویتاسیون به شدت موجب تضعیف افزایش ضریب انتقال حرارت می شود.

روند رو به افزایش آلودگی محیط زیست و قوانین سختگیرانه، شرکت های خودروسازی را مجبور به تولید محصولاتی با آلاینگی کمتر می نماید. در این راستا تخلیه گازهای رخنه ای تولید شده در موتور خودروها به محیط ممنوع شده است. امروزه راهکار مورد استفاده، بازگرداندن این گازها به محفظه احتراق و سوزاندن آن ها است. از سوی دیگر استفاده از روش بازگردانی دود برای کاهش اکسیدهای ازت در موتورهای احتراق داخلی مفید بوده است. در هر دو روش، توزیع غیریکنواخت گازهای بازگردانده شده بین راهگاه های چندراهه ورودی، منجر به کاهش چشمگیر توان و افزایش آلاینده های موتور خواهد شد. علاوه بر موقعیت تزریق که نقش تعیین کننده ای در چگونگی توزیع گازهای تزریق شده دارد، به نظر می رسد که عواملی مانند دور موتور، سرعت و زاویه تزریق بر چگونگی توزیع گازها اثربخش باشند. در این تحقیق عددی اثر این عوامل بر توزیع دود یا گازهای رخنه ای تزریق شده به چندراهه ورودی موتور EF7 مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که زاویه تزریق کم ترین و دور موتور بیش ترین اثر را بر توزیع دود یا گازهای رخنه ای تزریق شده به منیفولد دارند.

در مقاله حاضر عملکرد یک مشعل متخلخل تابشی از نوع فلزی به طور تجربی بررسی شده است. برای بررسی اثر نرخ آتش و نسبت هم ارزی، آزمایش ها در پنج نرخ آتش متفاوت و در محدوده ای از نسبت های هم ارزی که شعله در محیط متخلخل پایدار است انجام شده است. عوامل فوق بر روی سه محیط متخلخل تشکیل شده از توری های با شبکه ریز و درشت بررسی شده است. نتایج نشان می دهند که افزایش نرخ آتش در اکثر حالت ها موجب بالا رفتن دمای سطح مشعل می شود. در هر نرخ آتش، مقدار نسبت هم ارزی که دمای سطح در آن بیشینه است مشخص شده است. بیشترین دمای سطح در نسبت هم ارزی های کمتر از یک (1 - 0.7) بوده و راندمان تابشی مشعل با افزایش نرخ آتش کاهش می یابد. راندمان تابشی بیشینه در نسبت هم ارزی مربوط به دمای بیشینه سطح بدست می آید. در یک نرخ آتش معین، بیشینه دما برای محیط متخلخل ترکیبی (دولایه توری ریز و یک لایه توری درشت) در نسبت هم ارزی کمتری نسبت به دیگر محیط های متخلخل رخ می دهد. نتایج بدست آمده هم خوانی خوبی با نتایج دیگر دارد.

دود و گازهای سمی خارج شده از آتش سوزی درون تونل، برای سلامتی کاربران تونل بسیار مضر است. بنابراین برای خروج افراد و وسائط نقلیه و جلوگیری از گسترش این مواد در بالادست محل آتش سوزی، تامین هوای تازه اهمیت زیادی دارد. سرعت بحرانی جریان هوا، مهمترین فاکتور موثر برای طراحی سامانه ایمنی درون تونل و جلوگیری از گسترش دود در جلوی محل آتش سوزی در امتداد جهت جریان می باشد. برای برآورد این سرعت، تونل البرز واقع در آزادراه تهران - شمال، حین آتش سوزی با انرژی حرارتی آزادشده برابر 100 مگاوات به مدت 960 ثانیه به کمک یک مدل عددی سه بعدی با نرم افزار FDS شبیه سازی شده است. مدل سه بعدی تونل به طول 500 متر، و روند آتش سوزی بر اساس آهنگ گرمای آزاد شده متناسب با زمان احتراق هپتان شبیه سازی شده است. شبیه سازی جریان مغشوش و احتراق به ترتیب بر اساس معادلات لس (LES) و معادلات شکست ادی (EDDY). مدل سه بعدی با شبکه بندی متشکل از سلول های مربعی با اندازه 50 سانتی متر انجام شد. در این تحقیق نتایج شبیه سازی، با روابط تجربی مقایسه شدند . بر اساس نتایج مدل عددی برای آتش سوزی با اندازه 100 مگاوات، سرعت بحرانی 3.5 متر در ثانیه پیش بینی شده که همخوانی مناسبی با رابطه ارائه شده توسط اوکا و اتکینسون دارد و به عنوان سرعت بحرانی برای کنترل دود در بالادست آتش سوزی با اندازه 100 مگاوات پیشنهاد می شود.

در مقاله حاضر روند طراحی مفهومی بوستر جانبی سوخت جامد ارائه می شود. این فرآیند بر اساس طراحی مفهومی موتورهای سوخت جامد و به کمک مطالعه آماری بر روی بوسترهای سوخت جامد موجود در جهان استخراج گردیده است. طراحی مفهومی، به کمک نظریه طراحی مشارکتی که قابلیت تداخل کاربر در تغییر عوامل ورودی را فراهم می آورد انجام شده است. محدودیت های موجود بر روی عوامل موتور در روند طراحی در نظر گرفته شده است و با اطلاعات آماری تطبیق داده می شود. در راستای این طراحی، نرم افزار طراحی موتور سوخت جامد و شبیه سازی پرواز موشک نیز تهیه و بکار گرفته شده است.

تاکنون روش های محاسباتی مختلفی برای تحلیل پروانه های دریایی به کار گرفته شده اند. در این مقاله، روش المان مرزی برای تحلیل عددی عملکرد هیدرودینامیکی دائم پروانه معکوس گرد توسعه داده شده است. جریان پتانسیل اطراف پروانه جلو و پروانه عقب مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین، با محاسبه توزیع جریان گردابی القایی، برهم کنش میان پروانه های جلو و عقب (پروانه معکوس گرد) به کار گرفته شد. نتایج شامل ضرایب عملکرد هیدرودینامیکی، نیروها و گشتاور کلی پروانه معکوس گرد، توزیع جریان گردشی، مقایسه گردابه القایی در فاصله بین دو پروانه و گردابه القایی در پایین پروانه عقب است. نتایج عددی نشان می دهد که پیش بینی عملکرد هیدرودینامیکی، برابری خوبی با نتایج تجربی دارند.

آسیب دیدگی کشتی ها ممکن است باعث آبگرفتگی بخش هایی از کشتی و یا حتی از دست رفتن تعادل آن شود آسیب دیدگی کشتی ها اجتناب ناپذیر است. از زمانی که کشتی دچار صدمه می شود تا هنگامی که بخش های صدمه دیده به طور کامل از آب پر شوند، رفتار کشتی تغییر می نماید. از طرف دیگر به طور معمول در شرایط محیطی سخت (وجود امواج دریا) آسیب دیدگی رخ می دهد، بنابراین لازم است تحلیل رفتار شناور در وضعیت صدمه دیده در موج انجام شود. در این تحقیق سعی شده است رفتار شناور صدمه دیده در موج با تاکید بر سه حرکت رول، پیچ و هیو تجزیه و تحلیل شود. بدین منظور طرح ریاضی برای سه حرکت مزبور همراه با مقدار آبگرفتگی مخزن صدمه دیده نوشته شده است که چهار معادله دیفرانسیلی وابسته، بطور همزمان در بازه زمان حل می شود. بر این اساس یک روش مناسب تهیه شده و کد رایانه ای آن نوشته شده است کد تهیه شده ابتدا معتبرسازی شده و سپس برای یک نمونه شناور فریگیت اجرا گردیده و نتایج آن مورد بررسی قرار گرفته است.

صدای حاصل از موتور که از راه سازه و بدنه به داخل هواپیما نفوذ می نماید یکی از مشکلات جدی برای طراحان هواپیماهای توربوپراپ به شمار می رود. چرخش ملخ های موتور، منبع اصلی صدا در این نوع هواپیماها هستند. این صداها بدنه هواپیما را به ارتعاش در می آورند. به دلیل فرکانس پایین صدای حاصل از ملخ، کاهش سر و صدای ایجاد شده در داخل هواپیما توسط مستهلک کننده هایی همچون لاستیک، ویسکوالاستیک و سایر جاذب های غیردینامیکی امکان پذیر نیست. در این مقاله طراحی جاذب دینامیکی برای نصب، روی بدنه برای جذب ارتعاش و استهلاک انرژی صوت در سازه هواپیما که مسیر انتقال ارتعاش و صوت است، مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا روابط تئوری برای طراحی جاذب های دینامیکی قابل تنظیم استخراج شده، سپس طرح اجزا محدود جاذب، با استفاده از نرم افزار انسیس تحلیل شده و در پایان، ساخت و آزمایش آن برای هواپیمای توربوپراپ آنتونف 140 انجام شده است.