در این مقاله به معرفی سامانه تقویت کننده جریان آب به عنوان پیشران زیرسطحی پرداخته شده و عملکرد آن با استفاده از آزمون تجربی و تحلیل عددی بررسی شده است. در این سامانه از پدیده اثر کواندا برای تقویت جریان سیال استفاده می شود. اثر کواندا با ایجاد خلا نسبی روی سطح منحنی محدب باعث انحراف جت سیال از مسیر مستقیم خود شده به نحوی که جریان سیال، سطح منحنی را دنبال می کند. آب تحت فشار از یک شکاف حلقوی به صورت جت پرسرعت در ناحیه قبل از گلوگاه یک مجرای همگرا-واگرا تزریق می شود. بر اساس پدیده اثر کواندا، جریان جت، انحنای مسیر تا گلوگاه و بعد از آن را می پیماید. حجم بیشتری از آب در قسمت همگرای مجرا از محیط مکیده شده و از قسمت دمش به بیرون رانده می شود و جریان آب ایجادشده باعث تولید نیروی پیشران می شود. این سامانه به منظور ارزیابی عملکرد در ایجاد نیروی پیشران، در آب ساکن (بولارد) مورد آزمایش قرار گرفت. مقدار نیروی پیشران برای حالات مختلف اندازه دهانه و دبی جت سیال ورودی به صورت تجربی اندازه گیری شد. مدل سازی عددی در شرایط مشابه با آزمایش تجربی صورت گرفت و نتایج مقایسه شد. تطابق خوبی بین هر دو دسته از نتایج دیده می شود. سپس از ابزار عددی برای تحلیل وسیله در سرعت جریان آزاد 5/2متر بر ثانیه استفاده شد. نتایج آن با نمودارهای یک پروانه چرخشی معمولی مقایسه شد. نتایج نشان می دهد که می توان از این سیستم در تولید نیروی پیشران زیر سطح آب با کارآیی قابل قبول استفاده نمود.

رودخانه ها در مناطق خشک و نیمه خشک عمدتا از نوع فصلی یا خشکه رود می باشد که جریان با تداوم کوتاه مدتی در آن-ها وجود دارد و یا اینکه اصلا جریانی وجود ندارد. یکی از مناسب ترین روش ها برای انحراف جریان در چنین رودخانه هایی به-کارگیری سیستم آبگیر زیرسطحی با شبکه زهکشی در بستر رودخانه است. مدلی آزمایشگاهی برای بررسی اثر خصوصیات هیدرولیکی جریان و هندسی آبگیر بر میزان دبی انحرافی طراحی گردید، که در آن امکان اندازه گیری جریان ورودی و جریان انحرافی در نظر گرفته شد. در این تحقیق تاثیر توأم عواملی همچون شیب کف آبگیر و اندازه قطر زهکش ها در دو حالت تراز ثابت سطح آب و عدم کنترل جریان پایین دست (دبی ورودی) بر میزان جریان انحرافی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد شیب محیط متخلخل تاثیر محسوسی بر جریان انحرافی در حالت ثابت بودن تراز سطح آب ندارد. اما در حالت دبی ورودی افزایش شیب سبب افزایش ناچیزی در دبی انحراف می گردد. ضمنا افزایش 20 درصد در قطر زهکش-ها، در حالت دبی ورودی 9 درصد و در حالت تراز ثابت سطح آب 20 درصد دبی زهکش ها را بهبود می بخشد. با کمک نرم افزار آماری spss معادلات رگرسیونی جهت تخمین میزان جریان انحرافی بر پایه میزان جریان ورودی و بار آبی روی لوله ها و هدایت هیدرولیکی محیط متخلخل ارائه گردید.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

در دهه اخیر، کاهش نرخ سایش، افزایش بار محوری چرخ ها و سرعت سیر قطارها، مکانیزم اصلی آسیب چرخ های فولادی را از سایش به خستگی تماس غلتشی تغییر داده است. خستگی تماس غلتشی باعث ایجاد ترک های سطحی و زیرسطحی می شود. ترک های سطحی در تقابل با سایش عمدتا از بین می روند اما ترک های زیرسطحی رشد کرده و منتج به شکست های عمیق تر و سانحه خیزتر می شوند. در این مطالعه، عمر یک چرخ فولادی در سامانه ریلی ایران با فرض دارا بودن یک ترک زیرسطحی بیضوی با استفاده از روش اجزا محدود تحت شرایط خستگی تماس غلتشی تخمین زده شده است. برای این منظور از مدل سازی سه بعدی و تحلیل اجزا محدود چرخ ترک دار با قطر 920 میلیمتر و جنس R7T و ریل UIC60 در نرم افزار آباکوس استفاده شده است. پس از استخراج تاریخچه ضرایب شدت تنش ترک زیرسطحی طی یک دور غلتش چرخ روی ریل، با استفاده از دو مدل تاناکا و لیو - ماهادوان ضریب شدت تنش معادل محاسبه شده و نهایتا به کمک رابطه والکر عمر چرخ تخمین زده شده است. این مقاله معیاری از طول بحرانی ترک و عمر رشد ترک زیرسطحی به صورت بومی را به عنوان الزامات بازدیدهای چرخ در حال سیر، به دست می دهد.

در دهه اخیر، کاهش میزان سایش، افزایش بار محوری چرخ ها و سرعت سیر قطارها، آسیب اصلی چرخ های فولادی را از سایش به خستگی تماس غلتشی (RCF) تغییر داده است RCF .باعث ایجاد ترک های سطحی و زیرسطحی می شود. ترک های سطحی در تقابل با سایش عمدتا از بین می روند اما ترک های زیرسطحی رشد کرده و منتج به شکست های عمیق تر و سانحه خیزتر می شوند. داشتن معیاری از طول ترک آستانه و بحرانی برای تعیین امکان رشد ترک های تشخیص داده شده در چرخ ها و نیز شرایط بحرانی ترک های زیرسطحی، امری حیاتی در فرایند نگهداری و تعمیرات سامانه های حمل و نقل ریلی به شمار می آید. در این مقاله، ابتدا با تحلیل اجزا محدود تماس چرخ منوبلوک گرید R7T و ریل UIC60 سامانه ریلی ایران در نرم افزار آباکوس به استخراج دامنه ضریب شدت تنش ترک زیرسطحی اقدام شده است. سپس با استفاده از روابط مکانیک شکست، روابط تقریبی ارائه شده در مقالات و خواص مکانیکی فولاد R7T، طول ترک آستانه و بحرانی در چرخ فولادی سامانه ریلی ایران تعیین شده است. نتایج نشان می دهد که ترک زیرسطحی با طول تقریبی 3 میلی متر در چرخ، قابلیت رشد تدریجی را دارا بوده و قبل از رسیدن به طول بحرانی و وقوع شکست بحرانی، به دلیل محدودیت های هندسی منجر به شکست چرخ خواهد شد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

در سکوهای تست شش مولفه ای، به کمک آرایشی از ستون های لودسل - فلکسچر، مولفه های نیرو و گشتاور بردار رانش یک سامانه پیشران اندازه گیری می شود. در این پژوهش، ابتدا ملاحظات اساسی در فرآیند طراحی فلکسچر یک سکوی تست شش مولفه ای خاص ارائه شده است و پس از آن، فلکسچری با ساختار هندسی جدید جهت برآوردن این ملاحظات پیشنهاد می گردد. در ادامه به کمک قاعده محاسباتی بهینه سازی چند بعدی مقید، ابعاد هندسی فلکسچر به دست می آید. در گام بعد، فلکسچر طراحی شده به کمک روش المان محدود تحلیل گردیده و نتایج با حل تحلیلی مقایسه می شود. به منظور صحه گذاری نتایج حاصل از تحلیل تئوری، مقادیر فرکانس طبیعی و بار بحرانی کمانش فلکسچر به روش تجربی اندازه گیری شده اند. با توجه به برآورده نمودن هم زمان همه ملاحظات طراحی و تطابق خوب بین نتایج تحلیل تئوری و تجربی، طرح فلکسچر پیشنهادی انتخاب مناسبی برای استفاده در سکوی تست سامانه پیشران مدنظر می باشد.

الگوی پیاز رطوبتی به عنوان یک فاکتور مهم در طراحی و مدیریت سامانه های آبیاری قطره ای سطحی و زیرسطحی مورد توجه است. آگاهی از ابعاد پیاز رطوبتی در انتخاب فاصله دقیق بین قطره چکان ها و فاصله مناسب بین لاترالها ضروری است. در این پژوهش، آزمایش ها در یک مدل فیزیکی پلکسی گلاس شفاف با ابعاد 3×1. 22×0. 5متر به انجام رسید. از سه نوع بافت (رسی-شنی، لوم-رسی- شنی و شنی- لومی) به طور مجزا استفاده شد. در این رابطه، قطره چکان ها در سه عمق (15، 30 و 45 سانتی متری از سطح خاک) نصب شد وهمچنین قطره چکان هایی با آبدهی 4/2، 4 و 6 لیتر بر ساعت انتخاب و زمان آبیاری، شش ساعت اعمال شد. با استفاده از داده های به دست آمده از بررسی-های آزمایشگاهی و با استفاده از روش رگرسیون غیرخطی، یک مدل تجربی به منظور برآورد توزیع افقی جبهه رطوبتی در زمان های مختلف ارائه شد. در این مدل تجربی، با در نظر گرفتن پارامترهای دبی قطره چکان، هدایت هیدرولیکی اشباع خاک، زمان آبیاری، جرم ویژه ظاهری خاک، عمق نصب قطره چکان، رطوبت حجمی اولیه، درصد شن، سیلت و رس، شعاع خیس شدگیدر بالا و پایین محور قطره چکان برآورد شد. همچنین، با در نظر گرفتن مدل پیشنهادی یادشده، شعاع خیس شده پیاز رطوبتی در اعماق مختلف تعیین شد (بهینه سازی ضرایب معادلات) و متناسب با آن شکل کامل پیاز رطوبتی برآورد شد. بهترین کارایی مدل مربوط به عمق صفر (روی محور قرارگیری قطره چکان) است که مقادیر RMSE، MAEو به ترتیب 15/2، 7/1سانتی متر و 85/14% و مقدار R2برابر 92/0 بدست آمد و کمترین کارایی مدل مربوط به عمق 20 سانتی متری از محل قطره چکان بوده که مقادیر RMSE، MAEو برای آن ها به ترتیب مقادیر 93/3 و 26/3 سانتی متر و 55/37% و مقدار R2 (در سطح پنج درصد معنی دار) نیز 75/0 محاسبه شد. نتایج این پژوهش نشان داد مدل پیشنهادی، شکل کامل الگوی خیس شدگی را با دقت معقولی برآورد کرده است. لحاظ این مدل در طراحی سامانه های آبیاری قطره ای زیر سطحی می-تواند باعث بهبود عملکرد آن ها شود.