مهندسی مکانیک مدرس
سال:1390 | دوره:11 | شماره:4 |تعداد مقالات:8

در این پژوهش، قابلیت کنترل دمای خنک کاری موتور به منظور کاهش آلاینده NOx در موتورهای دیزلی نیمه سنگین به صورت تجربی مورد ارزیابی و آزمایش قرار گرفته است. آزمایش ها برای دماهای خنک کاری 90 oC و 70 oC انجام شده که دمای پایین تر با یک رادیاتور بزرگ تر و تنظیم شیر ترموستاتیک آن بدست آمده است. به منظور ایجاد توازن در کاهش NOx و افزاش آلاینده های دیگر نظیر دوده، CO، HC و مصرف سوخت، اثرات پارامترهای زمان بندی پاشش و درصد EGR سرد نیز به صورت هم زمان مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج تجربی برای میزان آلاینده ها و مصرف سوخت با تغییر در دمای خنک کاری موتور و پارامترهای زمانبندی پاشش سوخت و درصد EGR سرد نشان می دهد آلاینده NOx به طور متوسط تا حدود 17 درصد کاهش می یابد، همچنین مصرف سوخت نیز به میزان ناچیز کاهش می یابد.

در این تحقیق تحلیل کاملی از تاثیر سوخت بیودیزل بر پارامترهای عملکرد و آلایندگی موتور دیزل تک سیلندر لیستر M8/1 انجام گرفت. بیودیزل مورد نیاز از روغن پسماند رستوران (با پایه روغن آفتابگردان) به روش ترنس استریفیکاسیون تولید شده و با استاندارد ASTM کاملا مطابقت داشت. آزمون موتور در دور ثابت 750 rpm و تحت بارهای مختلف (در پنج سطح) و مخلوط های مختلفی از سوخت بیودیزل و گازوئیل (در شش سطح) در شرایط تمام بار انجام گرفت و پارامترهای گشتاور و توان ترمزی موتور، مصرف ویژه سوخت و انتشار آلایندهای CO و UHC اندازه گیری شد و سپس یک مدل شبکه عصبی مصنوعی بر اساس داده های تجربی توسعه داده شد. از شبکه پرسپترون چندلایه برای نگاشت غیرخطی بین پارامترهای ورودی (بار دینامومتر و درصد بیودیزل موجود در مخلوط سوخت) و خروجی (گشتاور و توان ترمزی، مصرف ویژه سوخت، غلظت CO و UHC) استفاده شد. نتایج مدل نشان داد که با آموزش کافی الگوریتم پس انتشار خطا، مدل شبکه عصبی ارائه شده توانایی بسیار بالایی در پیش بینی پارامترهای عملکرد و آلایندگی موتور دارد بدون آنکه به آزمون های پرهزینه و وقت گیر موتور نیاز باشد.

در این مقاله، یک حل تحلیلی برای انتقال حرارت غیردایمی در پین فین های کامپوزیتی چندلایه با در نظر گرفتن شرایط مرزی کلی در سطح پره ارائه گردیده است. معادله انتقال حرارت هدایتی دوبعدی در حالت ناپایا برای لمینیت های اورتوتروپیک استخراج گردیده و مساله با اعمال تبدیل لاپلاس از حوزه زمان به فرکانس انتقال یافته است. با استفاده از تئوری اشترم لییوویل یک تبدیل فوریه مناسب استخراج شده و دستگاه معادلاتی بر اساس شرایط مرزی پره و شرایط پیوستگی دما و شار حرارت در مرز بین لایه ها ساخته شده است. همچنین از روش توابع مرومرفیک برای محاسبه انتگرال مختلط پیچیده مربوط به تبدیل لاپلاس معکوس بهره برده شده است. نمودارهای مربوط به توزیع دمای غیردایم و تغییرات نرخ سرد شدن پره رسم شده و نشان داده شده که اثر هدایت اورتوتروپیک، در نرخ های سرد شدن بالا، محسوس تر است.

در این مطالعه، رفتار غیرخطی هندسی تیر، با فرض ثابت بودن خواص مادی جسم، به کمک روش المان محدود مورد بررسی قرار می گیرد. به منظور مطالعه رفتار تیر دو رهیافت ارائه می گردد؛ در رهیافت اول، تیر با المان های یک بعدی مرتبه دو مدلسازی شده و بر پایه روابط مکانیک محیط پیوسته و با به کارگیری یک استراتژی لاگرانژی (اولیه) فرمول بندی می شود در صورتی که رهیافت دوم با استراتژی اویلری (ثانویه) و به کمک المان های دوبعدی رفتار غیرخطی تیر را بیان می کند. در هر دو رهیافت، با تعیین گرادیان تغییر شکل، وضعیت ثانویه، کرنش ها و تنش های موجود در تیر بدست می آیند.

در این تحقیق، سیستم های جذب دوده و غبار در کوره های قوس الکتریکی پلنت های تولید فولاد با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی مورد تحلیل قرار گرفته و تاثیر تغییر پارامترهای سیستم روی حذف آلاینده ها، کاهش دمای گازها و همچنین غلظت ذرات معلق مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور مدلسازی سیستم، که در آن حذف گازهای آلاینده از طریق واکنش های احتراقی صورت پذیرفته و نیز ذرات معلق به همراه جریان گازهای داغ وجود دارد، ابتدا هندسه سیستم با تمامی جزئیات و به صورت سه بعدی تولیدشده و در ادامه معادلات حاکم بر جریان سیال احتراقی آشفته دوفاز، به صورت عددی، حل شده است. نتایج نشان می دهد اگرچه افزایش میزان بازشدگی دریچه ورودی هوا کاهش مقدار مونوکسیدکربن در اثر افزایش نرخ واکنش های احتراقی را در پی دارد، در عین حال منجر به افزایش دمای گازهای خروجی نیز می شود. همچنین، مشخص شد اگرچه در محفظه ته نشینی این سیستم ها حذف درصد بالایی از ذرات با قطر بالاتر از 45 میکرون امکان پذیر است، لیکن، برای ذرات با قطر کوچک تر از مقدار یاد شده، راندمان ته نشینی دچار افت جدی شده و سیستم عملا در حذف این گونه ذرات فاقد کارایی است.

سطوح تماس به عنوان اصلی ترین عامل اتلاف انرژی در اتصالات سازه ای که دارای حرکت نسبی هستند شناخته می شوند. یکی از نکات مورد توجه در بحث دینامیک سازه ارائه یک مدل پیشگو برای اتصالات مکانیکی است به طوری که پاسخ دینامیکی، سفتی و استهلاک ناشی از سطح اصطکاکی با قابلیت اطمینان بالا توسط آن قابل محاسبه باشد. تحقیق حاضر به ارائه مدلی تحلیلی برای تعیین انرژی اتلافی ناشی از پدیده لغزش کوچک در مورد تیری با شرایط مرزی آزاد- اصطکاکی که تحت اثر نیروی تحریک جانبی قرار دارد می پردازد. برای انجام این مهم، معادلات حاکم بر ارتعاشات خمشی تیر مقید اصطکاکی استخراج شده و در سازه مورد مطالعه تعمیم داده می شوند. سپس الگوی روند حل برای مشخص نمودن نقطه گذار از فاز چسبندگی به لغزش و رسم منحنی های هیسترزیس به ازای نیروهای تک هارمونی شرح داده می شوند. در انتها نتایج حاصل از مدل تحلیلی با انجام مطالعه پارامتری مورد بررسی قرار گرفته است.

در این پژوهش، فرکانس های طبیعی ورق های مستطیلی اورتوتروپیک با وصله های پیزوالکتریک به دست آمده است. شرایط مرزی تکیه گاه ساده برای سازه فرض شده و برای دستیابی به پارامترهای فرکانسی سازه از روش ریتز بر مبنای روش انرژی پتانسیل کمینه استفاده شده است. توابع جابه جایی و تابع پتانسیل الکتریکی با استفاده از سری های مثلثاتی تخمین زده شده اند. به منظور بررسی دقت روش به کار رفته، نتایج عددی مربوط به ورق های مستطیلی ایزوتروپیک و پیزوالکتریک به طور جداگانه با نتایج دقیق موجود در مراجع مقایسه شده است. مقایسه های مذکور نشان می دهد که انطباق خوبی میان نتایج حاصل از مطالعه حاضر با نتایج حل دقیق موجود در منابع وجود دارد. در انتها، فرکانس های طبیعی ورق های مستطیلی اورتوتروپیک با دو وصله پیزوالکتریک در بالا و پایین ارائه شده است.

در این مقاله، جریان یک بعدی و سه بعدی لزج و تراکم پذیر در توربین توربوشارژر یک موتور بنزینی 1.7 لیتری چهار سیلندر و شانزده سوپاپ شبیه سازی شده و مقایسه شده اند. برای صحه گذاری نتایج شبیه سازی و تایید مدلسازی، مجموعه موتور و توربوشارژر روی سکوی آزمایش قرار گرفته و پارامترهای عملکردی موتوردر 12 دور مختلف اندازه گیری شده است، ولی نتایج فقط برای سه دور مینیمم، متوسط و ماکزیمم ارائه شده اند. حلزونی و پره های توربین به طور کامل مدلسازی و برای پره های متحرک از روش مختصات دوار چندگانه استفاده شده است. بررسی پارامترهای عملکردی توربین تحت تاثیر جریان سه بعدی پایا نشان می دهد اثرات جریان نوسانی که ناشی از طبیعت رفت و آمدی پیستون است فوق العاده مهم بوده و قابل حذف نمی باشد. اگرچه شبیه سازی یک بعدی یک روش سریع و کم هزینه است، اما از آن جهت که اثرات سه بعدی بودن جریان در آن منظور نشده است و همچنین وابسته به منحنی مشخصه هایی است که توسط سازندگان توربوشارژر ارائه می شود و این منحنی ها با جریان پایا محاسبه شده اند دارای ضعف می باشد. برای دستیابی به پاسخ های دقیق تر، بررسی یک جریان سه بعدی ناپایا شبیه جریان خروجی از موتور اجتناب ناپذیر است.