مهندسی مکانیک امیرکبیر (امیرکبیر)
سال:1389 | دوره:42 | شماره:2 |تعداد مقالات:10

سامانه زمان بندی متغیر پیوسته دریچه ها یا سامانه زبمپ وظیفه تغییر مداوم زمان گشودگی دریچه ها را به عهده دارد. این سامانه در موتور ملی بر روی میل بادامک هوا قرار گرفته است. در این مقاله به تحلیل گرما پویایی روند تغییرات زوایای انتخابی گشودگی دریچه که بر حسب دور و بار موتور تغییر می کند، پرداخته می شود. زوایای گشودگی در دو حالت گازسوز و بنزین سوز و با انتخاب نقطه بهینه بر اساس داده های حاصل از آزمون موتور بدست آمده است و این مقاله به تحلیل دما پویایی علت این انتخاب می پردازد.

تغییرات سیکلی احتراق یکی از مشخصه برجسته کارکرد موتور اشتعال جرقه ای است که مشکلات اساسی برای کنترل موتور ایجاد می کند. در این مطالعه، تغییرات سیکلی یاد شده توسط اندازه گیری فشار داخل سیلندر برای سوخت گاز طبیعی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که شکل منحنی ضریب تغییرات فشار داخل سیلندر بر حسب زاویه میل لنگ مستقل از شرایط آزمایش می باشد. بر روی این منحنی، موقعیت سه نقطه قابل توجه است. این سه نقطه برابر با شروع احتراق، انتهای احتراق و %50 کسر جرم سوختی است. همچنین نتیجه گیری شد که تغییرات سیکلی فشار موثر متوسط نشانگری با افزایش نسبت هم ارزی در محدوده میزان کم مخلوط کاهش و در محدوده میزان بالای مخلوط افزایش می یابد. هنگامیکه نسبت هم ارزی و زمان جرقه برای حداکثر گشتاور تنظیم شده باشد، تغییرات سیکلی دارای حداقل مقدار است. اثر تاخیر جرقه از زمان جرقه دارای بیشترین گشتاور و مخلوط میزان بالا بر روی تغییرات سیکلی به ترتیب بیشتر از آوانس جرقه از جرقه دارای بیشترین گشتاور و مخلوط میزان کم است.

مدل ریاضی جدید دربر گیرنده انتشار شعله از میان پیش مخلوط ذرات سوخت فرار با توزیع یکنواخت و هوا می باشد. در مقاله حاضر، ساختار شعله به چهار ناحیه تقسیم می گردد که شامل یک ناحیه پیش گرم، یک ناحیه عریض تبخیر ذرات، یک ناحیه نازک حدی واکنش و در آخر، ناحیه پس از واکنش می باشد. در این مطالعه از ذرات سوخت لایکپودیوم استفاده می گردد و فرض بر این است که در ابتدا ذرات تبخیر شده و به فرم سوخت گازی شکل در می آیند و در پایان اکسید می شوند. گفتنی است که عدد دامکوهلر (Da<1)، نسبت نرخ واکنش شیمیایی به نرخ تبخیر ذرات ریز، و عدد زلدویچ (Ze>>1)، فرم بی بعد انرژی فعال سازی مخلوط واکنشگر، به عنوان پارامترهای اساسی در نظر گرفته می شوند. با فرض عدد لوییس واحد و چشم پوشی از گرمای نهان تبخیر، برای نسبت های اکی والان و قطر متفاوت ذرات تحلیل موجود نتایجی را برای کسر جرمی ذرات ریز جامد، کسر جرمی سوخت در فاز گازی حاصل از تبخیر ذرات فراروتوزیع دمای بی بعد شده ارائه می کند که این پیش بینی ها با دیدگاه تجربی احتراق ذرات ریز فرار موافقت دارد.

احتراق پیش مخلوط با نسبت سوخت به هوای کم برای موتورهای توربین گازی به عنوان روشی برای رسیدن به استانداردهای زیست محیطی در رابطه با انتشار NOx پذیرفته شده است. با این حال این فرایندهای احتراقی برای تحریک ناپایداری احتراق بسیار مستعد هستند. هدف اصلی از این تحقیق، بررسی تجربی و تحلیلی حالت های اصوات محفظه احتراق در هنگام ناپایداری احتراق است. برای این منظور یک محفظه احتراق از نوع پیش مخلوط طراحی و ساخته شد، و آزمایش های مربوطه برای دو حالت پایدار و ناپایدار انجام شده است. در این طرح از پروپان گازی به عنوان سوخت استفاده شده و آزمایش ها در فشار اتمسفر و در نسبت تعادل بین 0.7 الی 1.2 انجام شده است. برای تعیین بسامد نوسانات ناپایدار در محفظه احتراق در شرایط مختلف، از منحنی های هیستوگرام، اسپکترال و منحنی انتقال فوریه نوسانات فشاری استفاده شده است. سپس بصورت تحلیلی بسامد حالت های اصوات محاسبه گردید و کد کامپیوتری نیز برای این منظور نوشته شده است. در پایان نتایج بدست آمده از روش تحلیلی با مقادیر تجربی مقایسه شده اند که دقت نتایج رضایت بخش می باشد.

در این مقاله از شبکه های عصبی برای شناسایی خواص ترمودینامیکی محلول لیتیوم برماید - آب که یکی از پرکاربردترین محلول ها در شبیه سازی های ترمودینامیکی می باشد، استفاده شده است. برای آموزش شبکه عصبی از داده های شبیه سازی شده ناشی از تحلیل ترمودینامیکی استفاده شده است. به جای استفاده از معادلات پیچیده دیفرانسیلی و داده های تجربی محدود، استفاده از مدل شبکه عصبی استخراج شده پاسخ های سریع تر و ساده تری را در اختیار قرار می دهد. با استفاده از شبکه های عصبی، خواص محلول لیتیوم برماید - آب به صورت روابط ریاضی استخراج گردید. نتایج شبیه سازی دقت بسیار زیاد شبکه های عصبی را در شناسایی خواص ترمودینامیکی محلول لیتیوم برماید - آب نشان می دهند.

یکی از المان های مهم برای راندن شناورها استفاده از سیستم پیش برنده پروانه ای است. در این مقاله تحلیل و عملکرد پروانه اسکیودار و تعیین قدرت رانش برای زیردریایی با استفاده از روش عددی المان مرزی ارائه شده است. این روش برای محاسبه و تحلیل هیدرودینامیکی هیدروفویل و پروانه شناورها از کارآیی مناسبی برخوردار است. در این کار تحقیقاتی، پروانه اسکیودار پنج پره ای برای زیردریایی با جابجائی 120 تن و سرعت 8 گره دریائی بر اساس فاکتورهای لازم انتخاب و تحلیل شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که پروانه انتخاب شده دارای راندمان 0.65 و 0.68 بترتیب در دو شرایط سطحی و عمقی است که راندمان بالائی محسوب می گردد.

در این مقاله با استفاده از روش تفاضل مرکزی با دقت مرتبه چهارم و معادلات ناویر - استوکس لایه - نازک (TLNS)، جریان تقارن محوری، دائم و لزج در رژیم مافوق صوت به صورت برازش شوک حول مخروط سرپخ شبیه سازی شده است. به علت استفاده از عبارت های مرتبه بالای بسط سری تیلور در انفصال عددی مشتقات، این روش نسبت به روش های مرتبه پایین دارای دقت بیشتر و نیز خطاهای عددی (خطای پراکندگی) کمتر است. چگونگی انفصال عددی مشتقات در روی مرزها و نقاط مجاور آن در پایداری این روش نقش بسزایی دارد. با استفاده از این روش در یک شبکه نسبتا درشت، می توان نتایجی بسیار نزدیک به نتایج شبکه ریز روش «بیم - وارمینگ» که دارای دقت مرتبه دوم است، به دست آورد. با ریز شدن شبکه در این روش، دقت بالای آن نسبت به روش «بیم - وارمینگ» محسوس تر خواهد شد. این روش قابلیت همگرایی تا دقت ماشین را نیز دارد.

در مطالعه حاضر، اثرات متقابل جریان مایع فشار - محرک درون یک ریزمجرا و ولتاژ القائی در شرایط جریان الکتریکی صفر، به طور عددی و تحلیلی بررسی می شوند. معادلات حاکم شامل معادله پواسون برای توزیع پتانسیل الکتریکی، معادلات ارنست - پلانک برای توزیع چگالی بار، معادله پیوستگی و معادلات ناویر - استوکس اصلاح شده برای یک جریان پایدار تراکم ناپدیر از یک سیال نیوتنی به روش حجم محدود حل می شوند. در صورت حضور لایه دوگانه الکتریکی و اعمال شرایط ولتاژ القایی حداکثر، دبی جرمی جریان نسبت به دبی نظیرش در جریان فشار - محرک خالص، کاهش ناچیزی می یابد. منحنی تغییرات پتانسیل القائی بر حسب زتا پتانسیل دیوار، با کمال تعجب نشان می دهد که در زتا پتانسیل های کمتر از 100 میلی ولت، پتانسیل القائی به یک مقدار حداکثر رسیده و سپس نزول می کند. دلیل این امر، افزایش ناگهانی ضریب هدایت الکتریکی متوسط است. ضریب هدایت الکتریکی متوسط، در زتا پتانسیل های بالاتر از 100 میلی ولت به طور نمایی افزایش می یابد و لذا تجربه مرسوم در ثابت فرض نمودن آن، فقط برای زتا پتانسیل های کم، (یعنی کمتر از 100 میلی ولت) قابل توجیه است.