دانلود فایل های آموزشی

دانلود نمونه سوال فایل های آموزشی و پژوهشی نقد و بررسی مظالب دانشگاهی پروژه های دانشجویی تحقیق و مقاله

برای دانلود متن کامل پایان نامه ها اینجا کلیک کنید

ارشددانلود-– (106)- \\\\\\\\\\\\\\\"”(سایت دانلود مقاله )”\\\\\\\\\\\\\\\"


دانشکده مهندسی مکانیک طراحی، ساخت و مطالعه تجربی انژکتور پیچشی سادهپایان‌نامه برای دریافت درجه کارشناسی در رشته مهندسی مکانیک امیر لبافان استاد راهنما: دکتر حجت قاسمی شهریورماه1391 تأییدیه‌ی هیأت داوران جلسه‌ی دفاع از پایان‌نامه/رساله نام دانشکده: مهندسی مکانیک نام دانشجو: امیر لبافان عنوان پایان‌نامه یا رساله: طراحی، ساخت و مطالعه تجربی انژکتور پیچشی ساده تاریخ …


جدید- – (106)- نمونه تحقیق علمی

دانشکده مهندسی مکانیک طراحی، ساخت و مطالعه تجربی انژکتور پیچشی سادهپایان‌نامه برای دریافت درجه کارشناسی در رشته مهندسی مکانیک امیر لبافان استاد راهنما: دکتر حجت قاسمی شهریورماه1391 تأییدیه‌ی هیأت داوران جلسه‌ی دفاع از پایان‌نامه/رساله نام دانشکده: مهندسی مکانیک نام دانشجو: امیر لبافان عنوان پایان‌نامه یا رساله: طراحی، ساخت و مطالعه تجربی انژکتور پیچشی ساده تاریخ دفاع: رشته: مهندسی مکانیک گرایش: ردیف سمت نام و نام خانوادگی مرتبه دانشگاهی دانشگاه یا مؤسسه امضا 1 استاد راهنما حجت قاسمی استادیار علم و صنعت ایران 2 استاد راهنما 3 استاد مشاور 4 استاد مشاور 5 استاد مدعو خارجی 6 استاد مدعو خارجی 7 استاد مدعو داخلی مهدی بیدآبادی استاد علم و صنعت ایران 8 استاد مدعو داخلی تأییدیه‌ی صحت و اصالت نتایج باسمه‌تعالی اینجانب امیر لبافان به شماره دانشجویی 88541122 دانشجوی رشته مهندسی مکانیک مقطع تحصیلی کارشناسی تأیید می‌نمایم که کلیه‌ی نتایج این پایان‌نامه/رساله حاصل کار اینجانب و بدون هرگونه دخل و تصرف است و موارد نسخه‌برداری‌شده از آثار دیگران را با ذکر کامل مشخصات منبع ذکر کرده‌ام. درصورت اثبات خلاف مندرجات فوق، به تشخیص دانشگاه مطابق با ضوابط و مقررات حاکم (قانون حمایت از حقوق مؤلفان و مصنفان و قانون ترجمه و تکثیر کتب و نشریات و آثار صوتی، ضوابط و مقررات آموزشی، پژوهشی و انضباطی ...) با اینجانب رفتار خواهد شد و حق هرگونه اعتراض درخصوص احقاق حقوق مکتسب و تشخیص و تعیین تخلف و مجازات را از خویش سلب می‌نمایم. در ضمن، مسؤولیت هرگونه پاسخگویی به اشخاص اعم از حقیقی و حقوقی و مراجع ذی‌صلاح (اعم از اداری و قضایی) به عهده‌ی اینجانب خواهد بود و دانشگاه هیچ‌گونه مسؤولیتی در این خصوص نخواهد داشت. نام و نام خانوادگی: امضا و تاریخ: مجوز بهره‌برداری از پایان‌نامه بهره‌برداری از این پایان‌نامه در چهارچوب مقررات کتابخانه و با توجه به محدودیتی که توسط استاد راهنما به شرح زیر تعیین می‌شود، بلامانع است: بهره‌برداری از این پایان‌نامه/ رساله برای همگان بلامانع است. بهره‌برداری از این پایان‌نامه/ رساله با اخذ مجوز از استاد راهنما، بلامانع است. بهره‌برداری از این پایان‌نامه/ رساله تا تاریخ ممنوع است. نام استاد یا اساتید راهنما: دکتر حجت قاسمی تاریخ: امضا: تقدیم به ساحت قدسی ائمه اطهار (سلام الله علیهما) که ولایت امر ما و وسیله نزول برکات بر ما زمینیانند و تقدیم به پدر و مادرم که در طول زندگی همواره پشتیبانم بودهاند با تشکر از همه کسانی که در انجام این پروژه همکاری داشتهاند به ویژه آقای محمدسجاد برزگر خالقی که در انجام کار تجربی با اینجانب همراه بودند. چکیده به دلیل پاشش مخروطی و راندمان پودر شدن بالا، از انژکتورهای پیچشی در کاربردهای متعددی مانند اتمیزه کردن سوخت و اکسیدکننده در محفظه احتراق موشک‌های با سوخت مایع استفاده می‌شود. دانستن پارامترهای موثر در عملکرد آنها برای بالا بردن کیفیت و بازده احتراق مورد توجه است. پارامترهای مهمی که بر رفتار انژکتور پیچشی موثرند شامل مشخصات هندسی (مانند قطر سوراخ‌ها و تعداد آنها) و نوع سیال (لزجت و چگالی) می‌باشد. درجه اتمیزاسیون یا ذره سازی، سرعت و قطر ذرات خروجی سوخت و اکسیدکننده در کیفیت و راندمان احتراق مؤثرند.]1[ در این بررسی، که مشخصات هندسی مدنظر بود، ابتدا یک انژکتور با زاویه پاشش مشخص (80 درجه) طراحی و دو نمونه یکسان از آن برای بررسی تکرارپذیری ساخت، ساخته شد. هر انژکتور دارای دو قطعه (محفظه چرخش فولادی و صفحه اریفیس برنجی) بود که در مجموع، چهار قطعه ساخته ‌شده چهار ترکیب مختلف از انژکتورها را به‌دست می‌داد. در ادامه با بررسی دبی‌ها و زوایای پاشش هر یک از چهار حالت در فشارهای مختلف، یک حالت که نزدیک‌ترین حالت به تئوری بود، برگزیده شد. توزیع های پاشش در این مرحله از هر دو قطعه نامطلوب بود. در مرحله بعدی آزمایش دو انژکتور دیگر با زوایای پاشش 60 و 100 درجه طراحی و ساخته شد. در این مرحله از جنس آلومینیوم که نرم‌تر از فولاد بود، برای محفظه چرخش استفاده و در همین تغییر جنس مشاهده شد که دقت ساخت افزایش یافته و توزیع پاشش مناسب‌تر است. در کنار این موضوع، هدف از این مرحله از آزمایش بررسی اثر تغییر پارامترهای اندازه قطر سوراخ‌های ورودی و خروجی بود. با دو انژکتور طراحی شده و انژکتور مرحله قبل آزمایش سه محفظه چرخش و سه صفحه اریفیس با قطرهای مختلف در دست بود، که با آزمایش‌های انجام شده مشاهده شد که افزایش هر یک از پارامترهای قطر سوراخ ورودی و خروجی، منجر به افزایش دبی و زاویه پاشش انژکتور می‌شود. اما افزایش دبی (و نیز کاهش آن) محدود بوده و از یک نقطه به بعد تقریباً ثابت باقی می‌ماند. واژه‌های کلیدی: انژکتور پیچشی، دبی انژکتور، زاویه مخروط پاشش، کیفیت و توزیع پاشش فهرست مطالب فصل 1: مقدمه71-1- مقدمه71-2- انواع انژکتورهای فشاری91-2-1- انژکتورهای جت91-2-2- انژکتورهای پیچشی10 1-2-2-1- انژکتورهای پیچشی ساده111-2-3- انژکتورهای جت-پیچشی131-3- خلاصه فصل13فصل 2: مروری بر ادبیات14فصل 3: طراحی173-1- تئوری طراحی173-1-1- تئوری سیال ایده‌آل173-1-2- تئوری مایع لزج243-2- روش طراحی253-2-1- روند الگوریتمی طراحی انژکتور پیچشی ساده283-3- پارامترهای طراحی293-4- خلاصه فصل29فصل 4: ساخت و آزمودن انژکتور304-1- مقدمه304-2- محاسبات طراحی و ساخت انژکتور314-3- آزمودن انژکتور344-3-1- اندازه‌گیری دبی354-3-2- اندازه‌گیری زاویه پاشش384-3-3- اندازه‌گیری توزیع پاشش414-4- خلاصه فصل43فصل 5: بررسی اثر تغییر پارامترها455-1- مقدمه455-2- طراحی و ساخت455-3- بررسی کیفیت توزیع پاشش465-4- بررسی اثر تغییر اندازه سوراخ ورودی مماسی485-5- بررسی اثر تغییر اندازه سوراخ خروجی505-6- خلاصه فصل52فصل 6: خلاصه نتایج و پیشنهادها536-1- مقدمه536-2- بررسی عملکرد دو انژکتور مشابه546-2-1- نتایج546-2-2- تحلیل خطا546-2-3- پیشنهادها556-3- بررسی اثر تغییر پارامترها556-3-1- نتایج556-3-2- تحلیل خطا566-4- پیشنهاد فعالیت های آتی56مراجع57پیوست‌ها58فهرست اشکال شکل 1-1- شمایی از یک اتمایزر............................................................................................................................................................................................8 شکل 1-2 تفنگ انژکتور جت....................................................................................................................................................................................................9 شکل 1-4- انواع انژکتور پیچشی(سمت راست، مارپیچ دار و سمت چپ، بدون مارپیچ).............................................................................................10 شکل 1-5- قسمت‌های مختلف یک انژکتور ساده 1.سوراخ ورودی 2.محفظه چرخش 3.سوراخ خروجی 4.هسته گازی.....................................11 شکل 3-1- مقطع هسته گازی خروجی و ورودی مماسی.................................................................................................................................................18 شکل 3-2 وابستگی ضریب تخلیه μ ، بازده پر شدن سوراخ و زاویه پاشش α به ضریب هندسی K....................................................................22 شکل 3-3 شمایی برای محاسبه زاویه α..............................................................................................................................................................................23 شکل 3-4 ابعاد اولیه یک انژکتور ساده پیچشی..................................................................................................................................................................25 شکل 4-1- شماتیک انژکتور پیچشی با مشخص کردن اندازه‌ها......................................................................................................................................34 شکل 4-3- محفظه چرخش...................................................................................................................................................................................................35 شکل 4-4- صفحه اریفیس....................................................................................................................................................................................................35 شکل 4-5- مجموعه آزمایش..................................................................................................................................................................................................37 شکل 4-6- شماتیک مجموعه آزمایش.................................................................................................................................................................................37 شکل 4-6- نمودار تئوری و تجربی دبی برحسب تغییرات فشار برای s1b1.................................................................................................................38 شکل 4-7- نمودار تئوری و تجربی دبی برحسب تغییرات فشار برای s1b2.................................................................................................................38 شکل 4-8- نمودار تئوری و تجربی دبی برحسب تغییرات فشار برای s2b1.................................................................................................................38 شکل 4-9- نمودار تئوری و تجربی دبی برحسب تغییرات فشار برای s2b2.................................................................................................................38 شکل 4-10- نوع پاشش انژکتور s1b1 به ترتیب(از راست) در فشارهای 20،12،8،2 که زوایای پاشش آنها به ترتیب 58،50،47،33 می‌باشد........................................................................................................................................................................................................................................39 شکل 4-11- نوع پاشش انژکتور s1b2 به ترتیب(از راست) در فشارهای 20،13،9،2 که زوایای پاشش آنها به ترتیب 59،47،43،29 می‌باشد........................................................................................................................................................................................................................................40 شکل 4-13- نوع پاشش انژکتور s2b1 به ترتیب(از راست) در فشارهای 20،12،6،2 که زوایای پاشش آنها به ترتیب 63،48،42،36 می‌باشد........................................................................................................................................................................................................................................40 شکل 4-14- نوع پاشش انژکتور s2b2 به ترتیب(از راست) در فشارهای 20،12،7،3 که زوایای پاشش آنها به ترتیب 58،42،39،36 می‌باشد........................................................................................................................................................................................................................................41 شکل 4-15- نمودار زاویه پاشش بر حسب تغییرات فشار برای s1b1...........................................................................................................................41 شکل 4-16- نمودار زاویه پاشش بر حسب تغییرات فشار برای s1b2...........................................................................................................................41 شکل 4-16- نمودار زاویه پاشش بر حسب تغییرات فشار برای s2b1...........................................................................................................................41 شکل 4-17- نمودار زاویه پاشش بر حسب تغییرات فشار برای s2b2...........................................................................................................................41 شکل 4-18- صفحه اسپری نشده(بالای خط)....................................................................................................................................................................42 شکل 4-19- مجموعه لوله‌های آزمایش و ترازوی استفاده‌شده........................................................................................................................................43 شکل 4-20- کانتور محفظه چرخش اول تحت‌فشار bar 13. فاصله سر لوله‌ها و انژکتور cm 10 می‌باشد...........................................................43 شکل 4-21- کانتور محفظه چرخش دوم تحت‌فشار bar 16. فاصله سر لوله‌ها و انژکتور cm 10 می‌باشد..........................................................44 شکل 5-1- کانتور محفظه چرخش1 تحت‌فشار bar 12. فاصله سر لوله‌ها و انژکتور cm 10 می‌باشد..................................................................47 شکل 5-3- کانتور محفظه چرخش2 تحت‌فشار bar 12. فاصله سر لوله‌ها و انژکتور cm 10 می‌باشد..................................................................47 شکل 5-4- منحنی دبی بر حسب فشار برای محفظه چرخش‌های با قطر 0.8، 1 و 1.1 و با قطر سوراخ خروجی mm 1.1..............................48 شکل 5-5- زوایای پاشش برای محفظه چرخش‌های 0.8و1.1 با خروجی 1 میلی‌متر که به ترتیب 55 و 70 درجه می‌باشند...........................49 شکل 5-6- وابستگی ضریب تخلیه μ ، بازده پر شدن سوراخ ε و زاویه پاشش α به ضریب هندسی k...................................................................50 شکل 5-6- منحنی دبی بر حسب فشار برای صفحه‌های اریفیس 0.8، 1 و 1.3 با قطر سوراخ ورودی mm 1.1...................................................50 شکل 5-7- زوایای پاشش برای صفحه‌های اریفیس 0.8 و 1.3 با قطر سوراخ ورودی mm 1 که به ترتیب 52 و 65 درجه می‌باشند...............51 فهرست جداول جدول 4-1- نتایج به‌دست آمده از آزمایش تجربی با استفاده از سیستمPDA................................................................................31 جدول 4-3- فرضیات اولیه طراحی...............................................................................................................................................................32 جدول 4-4- پارامترهای طراحی....................................................................................................................................................................34 جدول 4-5- قطعات استفاده شده.................................................................................................................................................................37 جدول 5-1- قطعات طراحی شده..................................................................................................................................................................46 جدول 6-1- خطای پارامترهای قابل اندازه‌گیری آزمایش.......................................................................................................................54 فهرست علائم و اختصارات علائم یونانی زاویه پاشش α قطر سوراخ ورودی سیال لزج [m] d'p زاویه مخروط میانی β دبی جرمی [kg/s] G چگالی [kg/m3] تعداد سوراخ مماسی ورودی i بازده پر شدن سوراخ ԑ l [m] طول(ضخامت) سوراخ خروجی ضریب تخلیه µ طول محفظه چرخش [m] ضریب اصطکاک اختلاف فشار دو سمت انژکتور [pa] P لزجت سینماتیکی [m2/s] ν فشار کل مایع [pa] Pt نسبت ضریب تخلیه برای سیال لزج به سیال ایده‌آل دبی حجمی [m3/s] Q مقدار تقابل شعاع چرخش [m] R عدد رینولدز Re علائم لاتین شعاع میانگین [m] r مساحت سطح حلقوی [m2] A شعاع سوراخ خروجی [m] ro سطح مقطع واقعی [m2] A' شعاع هسته گازی [m] rr سطح سوراخ ورودی [m2] Ap شعاع بدون بعد هسته گازی S مقدار سطح مقطع واقعی [m2] A'p سرعت محوری در شعاع میانگین [m/s] u قطر محفظه چرخش [m] Ds حجم [m3] V قطر معادل سوراخ [m] d سرعت محیطی در شعاع میانگین [m/s] v قطر سوراخ تخلیه [m] do سرعت مماسی ورودی [m/s] vp قطر سوراخ مماسی ورودی [m] dp سرعت شعاعی در شعاع میانگین [m/s] w مقدمهمقدمهابزاری که برای اتمیزه کردن مایع (یعنی تجزیه مایع به قطرات ریز) استفاده میگردد، انژکتور نامیده می‌شود. انژکتور به بیانی ساده نوعی پاشنده است که جریان مایع را به اسپری تبدیل می‌کند. برای تعریفی جامع از انژکتور می‌توان گفت، انژکتور نوعی پمپ است که با استفاده از اثر ونتوری یک نازل همگرا-واگرا، انرژی فشاری سیال را به انرژی دینامیکی (سرعتی) تبدیل می‌کند. نام های دیگری مانند اتمایزر و اجکتور (تزریق کننده یا افشانک) نیز به آن تعلق گرفته است. انژکتورها زمانی به‌کاربرده می‌شوند که نیاز به‌سرعت در پاشش سیال، مثلاً پاشش سوخت در محفظه احتراق، و یا نیاز به سطح تبادلی بیشتر با پیرامون باشد. به طور کلی هرگاه یک پاشش کنترل‌شده از سیال مد نظر باشد، از انژکتور استفاده خواهد شد. برای اولین بار این وسیله توسط یک مهندس فرانسوی به نام  هنری گیفرد در سال 1858 میلادی اختراع شد. در شکل 1-1 یک نمونه از اتمایزر نشان داده شده است. شکل 1-1- شمایی از یک اتمایزر]1[ از اولین کاربردهای انژکتور می‌توان به لوکوموتیوهای بخار اشاره داشت که در آن‌ها از انژکتور برای پمپ کردن آب تغذیه‌ بویلر لوکوموتیو استفاده می‌شد. انژکتورها در موارد متعددی کاربرد دارند که شاید متداول‌ترین مورد استفاده آنها در محفظه‌های احتراق باشد. اعم از اینکه در مورد یک خودرو صحبت شود یا اینکه در مورد محفظه احتراق موشک. در این نوع از انژکتورها سوخت به گونه‌ای پاشیده و اتمیزه می‌شود که بهترین راندمان سوختن در محفظه حاصل شود. همچنین در مواردی که نیاز به خنک کاری بیشتری باشد می‌توان از انژکتور استفاده کرد تا با استفاده از سطح بیشتر ذرات آب، انتقال حرارت بالاتری حاصل شود. نمونه این استفاده در نیروگاه‌ها یافت می‌شود. افت فشار در انژکتور به انرژی جنبشی تبدیل می‌شود، که قاعده عملکرد انژکتورهای فشاری[1] با یک تخلیه ساده [2] یا تخلیه پیچشی[3] می‌باشد. انژکتورهای فشاری در قیاس با دیگر انژکتورها به علت سادگیشان بیش‌ترین استفاده را دارند، ولی برای بسیاری از مایعات لزج مناسب نیستند و همچنین کیفیت عملکرد آن‌ها با افزایش دبی جریان کاهش مییابد. تقسیم‌بندی بنیادی این گروه از انژکتورها در سه نوع است : جت[4]، پیچشی[5]، جت-پیچشی[6]. انواع انژکتورهای فشاریانژکتورهای جتنوع جت، ساده‌ترین مدل‌ها در طراحی است که خود به انواع simple atomizer ،group atomizer ،impinging jet atomizer ،blast atomizer و fan atomizer تقسیم‌بندی می‌شود. انژکتورهای جت به دو نوع تقسیم می‌شوند: انژکتورهای پیوسته[7](باز) و متناوب[8](بسته). انژکتورهای پیوسته سادهترین نوع همه انژکتورهاست. انژکتورهای متناوب نیز نوع بسیار سادهای در طراحی و تکنولوژی است. یک استفاده مهم این نوع انژکتور در سرنگ‌های تزریق است. در این روش به‌جای استفاده از سوزن از یک انژکتور جت با فشار بالا استفاده می‌شود تا ماده تزریقی به شکل یک جت باریک به داخل پوست نفوذ کند(شکل 1-2). به این وسیله تفنگ انژکتور جت[9] گفته می‌شود. شکل 1-2 تفنگ انژکتور جت]2[ از استفاده‌های دیگر این انژکتور می‌توان به موتور دیزل و اسپری رنگ اشاره نمود. انژکتورهای پیچشینام این انژکتور از چرخش مایع داخل آن نشئت می‌گیرد. این انژکتورها به چندین دسته تقسیم می‌شوند؛ که بطورکلی همه آن‌ها یک ذرهسازی خوب را برای افت فشار متوسط و حتی کوچک تضمین میکنند. به این علت و نیز طراحی نسبتاً ساده آن‌ها، انژکتورهای پیچشی وسیع‌ترین استفاده را در همه انواع انژکتور دارند. مثال‌های کاربردی آن‌ها توربین گاز و تهویه‌های هوا می‌باشد. انژکتورهای پیچشی رایج‌ترین مورد استفاده را دارند، زیرا در قیاس با سایر انژکتورها امتیازهایی اساسی دارند: طراحی نسبتاً آسان اطمینان بالا کیفیت بالای پاشش توان مصرفی کم در یک تقسیم‌بندی، این انژکتورها به انواع simplex atomizer ،duplex atomizer،spill- return atomizer ،variable geometry atomizer تقسیمبندی می‌شوند. انژکتورهای نوع simplex رایج‌ترین نوع انژکتورهای پیچشی هستند که خود به دو نوع axial atomizers و angular atomizers تقسیمبندی می‌شوند. این تقسیمبندی ناشی از آن است که از یک منظر زاویه  بین راستای ورودی سیال و خروجی آن 90درجه است و از منظر دیگر جهت ورودی و خروجی در محور انژکتور به هم منتهی می‌شوند. انژکتورهای نوع duplex انژکتورهای قابل‌کنترل با دو مرحله تغذیه هستند. ازآنجایی که در این نوع، رنج تغییرات جریان، 5 تا 10 برابر و در بعضی موارد تا 25 برابر است از آنها می‌توان در توربین گاز هواپیماها استفاده کرد. نوع spill-return در سال 1921ثبت شد و در ابتدا برای مشعل بویلرهای کشتی‌ها استفاده شد و بعدها نیز در کاربردهای بالاتری مثل توربین گاز هواپیماها مورد استفاده قرار گرفت. این نوع تقریباً مشابه simple atomizer است، با این تفاوت که از دو بخش تشکیل شده است؛ یک بخش مخصوص پاشش است و بخش دیگر دوباره از انژکتور به سیستم تغذیه بر می‌گردد. در نوع variable-geometry عملکرد انژکتور که با سطح اریفیس ورودی قابل‌کنترل است ،بر اساس بازو بسته شدن سوزن انژکتور که به آن pintle می‌گویند انجام می‌شود و راستای حرکت سوزن در جهت محور انژکتور است. انژکتورهای پیچشی ساده[10]انژکتورهای پیچشی ساده رایج‌ترین انژکتورهای پیچشی هستند. این انژکتورها میتوانند به دو گروه تقسیم شوند: انژکتورهای زاویهای و انژکتورهای محوری. این تقسیم‌بندی نشئت گرفته از این است که در نوع اول یک زاویه بین راستای تأمین مایع و تخلیه آن وجود دارد و در نوع دوم راستاهای ورودی و خروجی بر هم منطبقاند. در یک تقسیم‌بندی دیگر این نوع از انژکتورها به دو نوع اصلی تقسیم می‌شوند: دسته اول انژکتورهای مارپیچ دار است. در این انژکتور، ورودی سیال به‌صورت محوری است. نوع دوم انژکتورها بدون مارپیچ بوده و ورودی سیال در آن به‌صورت مماسی است (شکل 1-3). شکل 1-4- انواع انژکتور پیچشی(سمت راست، مارپیچ دار و سمت چپ، بدون مارپیچ)]3[ انژکتورهای ساده همچنین میتوانند به انژکتورهای با سوراخ ورودی مماسی و انژکتورهای با یک ورودی پیچشی تقسیم شوند. در انژکتورهای با سوراخ ورودی مماسی، سیال تنها با یک مؤلفه سرعت (محیطی) وارد محفظه چرخش می‌شود، ولی در انژکتورهای با ورودی پیچشی سیال با دو یا سه مؤلفه سرعت(محیطی،محوری و شعاعی) وارد محفظه چرخش میگردد. به‌هرحال همه تقسیم‌بندی های فوق گویای یک مطلب کلی بوده و تفاوت اساسی ندارند. با توجه به تقسیم‌بندی دوم (شکل 1-3) در نوع مارپیچ دار که مورد بحث است، مایع از یک سوراخ ورودی که مماس بر بدنه قرارگرفته وارد و سپس با چرخش در یک محفظه از سوراخ خروجی به شکل قطره‌های بسیار ریز خارج می‌شود. شماتیک یک انژکتور پیچشی ساده در شکل 1-4 نشان داده شده است: شکل 1-5- قسمت‌های مختلف یک انژکتور ساده 1.سوراخ ورودی 2.محفظه چرخش 3.سوراخ خروجی 4.هسته گازی]4[ متغیرهای دارای نقش در انژکتورهای پیچشی توسط ضریب هندسی K بیان‌شده‌اند: (1-1) کهdp قطر سوراخ مماسی ورودی،do قطر سوراخ تخلیه، R شعاع چرخش (فاصله مرکز سوراخ ورودی از مرکز چرخش) وi تعداد سوراخ مماسی ورودی است. اگر سوراخ مماسی ورودی با محفظه چرخش زاویه را داشته باشد: (1-2) همچنین دبی جریان به سطح سوراخ ورودی Ap و به ضریب تخلیه µ بستگی دارد. لذا طراحی انژکتورهای قابل‌کنترل مبتنی بر تغییرات Ap و µ است. ضریب تخلیه تابعی هندسی از K است و لذا تغییر µ وابسته به تغییرات مقادیر مرتبط با K است. انژکتورهای جت-پیچشیویژگی‌های مرکبی از انژکتورهای جت و پیچشی را دارند. این مسئله یک انژکتور جدید را حاصل می‌کند که توزیع تراکم جت در سطح مقطع عمود بر محور جت پدیدۀ هوایی‌اند با توجه به نیاز دلخواه تنظیم شود. در این نوع جریان بدون گردابه حول محور انژکتور و جریان پیچشی در دیواره محفظه پیچشی جریان می‌یابد. انواع دیگر انژکتور نیز انژکتورهای پنوماتیک[11]، گردشی[12]، آکوستیک[13] و... می‌باشند که مورد بحث قرار نمی‌گیرند]5[. خلاصه فصلدر این فصل ضمن معرفی مقدماتی انژکتورها، بهطور عام، و توضیح انژکتور پیچشی، بهطور خاص، سعی شد که یک آشنایی اولیه حاصل شود. مروری بر ادبیات پودر کردن سوخت‌های مایع به‌منظور بالا بردن بازدهی احتراق در موتورها همواره مورد توجه صنعتگران بوده است. لذا در خصوص انژکتورها، به طور کلی، و در مورد انژکتورهای پیچشی، به طور خاص، کارهای متعددی، چه در داخل و چه در خارج کشور، انجام شده است، که در اینجا به ذکر چند نمونه پرداخته می‌شود. در بخشی از یک پروژه دانشگاهی داخلی در مورد موتورهای هیبرید بحث شده است، که انژکتور در آنها وظیفه آمایش اکسنده را به عهده دارد. در این موتورها لازم است تا اکسنده مایع به قطرات ریز تبدیل شود تا فرآیند احتراق را بهبود دهد. در این پروژه از انژکتور پیچشی مشابهی با انژکتور پروژه جاری استفاده شده است و برای بررسی، از سه محفظه چرخش و سه صفحه اریفیس با قطرهای مختلف بهره برده و ترکیب های مختلف آنها را مورد آزمایش قرار داده است. در این بررسی مشاهده شده که با زیاد شدن اندازه سوراخ ورودی و نیز اندازه سوراخ خروجی، دبی (تا نقطه‌ای محدود) افزایش می‌یابد و از یک نقطه به بعد (یعنی اگر با ثابت ماندن یک قطر دیگری زیاد شود) دبی تقریباً ثابت خواهد ماند. همچنین عملکرد انژکتورهای پیچشی در مجموعه‌های 3 و 5 انژکتوری نیز مورد مطالعه قرار گرفته است.]6[ در یک بررسی دیگر اثر تغییر پارامتر اندازه سوراخ خروجی (صفحه اریفیس) برای 5 انژکتور در یک آزمایش تجربی که با استفاده از سیستم PDA[14]، که با استفاده از اشعه لیزر کار می‌کند، انجام شده و تأثیر پارامترهای هندسی یک انژکتور پیچشی بر روی اندازه و سرعت قطرات اسپری، مورد مطالعه قرارگرفته و نتایج مطابق جدول 3-1 آمده است: جدول 3-1- نتایج به‌دست آمده از آزمایش تجربی با استفاده از سیستم PDA مشخصات ازدیاد پارامتر هندسی دبی قطر قطرات زاویه مخروط پاشش سرعت محوری سرعت شعاعی نفوذ اسپری قطر خروجی (do) up up up down up up به این معنا که با افزایش قطر سوراخ خروجی، دبی، قطر قطرات اسپری شده، زاویه مخروط پاشش (با توجه به الگوی مخروطی پاشش در انژکتورهای پیچشی)، سرعت شعاعی و نفوذ اسپری(با توجه به افزایش انرژی جنبشی ذرات)، افزایش و سرعت محوری کاهش یافته است]7[ که با توجه به این نتایج می‌توان گفت برای کاربردهایی که به قطراتی با اسپری بهتر و ریزتری نیاز باشد بایستی از قطر خروجی کوچک‌تری استفاده کرد. اما در کاربردی که به دبی و نفوذ اسپری بیشتری مورد نظر است قطر خروجی بزرگ‌تری نیاز است. در یک بررسی انجام شده دیگر روی تأثیرات لزجت سیال در اسپری انژکتورهای پیچشی، برای سیال‌های لزج، حرکت توزیع پاشش کندتر دیده شده و مخروط حاصل از پاشش سیال کوچک‌تر است. به بیان دیگر زاویه پاشش سیالهای با لزجت بیشتر، کوچک‌تر است. همچنین نتایج نشان داده است که تغییرات لزجت، عملیات شکست سیال و اتمیزه ی آن را تحت تاثیر قرار داده و ذره سازی در فاصله بیشتری از انتهای انژکتور شروع شده است]8.[ همچنین در همه این تجربیات مشاهده شده است که افزایش فشار منجر به افزایش دبی شده و این دو متغیر باهم نسبت مستقیم دارند. طراحی تئوری طراحیدر طراحی انژکتورهای پیچشی ساده ابتدا سیال مورد نظر را به‌صورت سیال ایده‌آل، بدون در نظر گرفتن لزجت آن، مورد بررسی قرار داده و سپس با در نظر گرفتن لزجت سیال پارامترهای مورد نظر برای سیال دارای اصطکاک به‌دست آورده می‌شود. تئوری سیال ایده‌آلهمان طور که در شکل 1-4 نشان داده شده بود، مایع از طریق سوراخ مماس با قطر dp و سطح Ap وارد انژکتور شده و پس از آن وارد محفظه چرخش می‌شود که قطر محفظه چرخش به‌صورت خواهد بود که ورودی سوراخ مماسی در شعاع R از محور چرخش قرار گرفته است. تعداد سوراخ‌های ورودی یک انژکتور پدیدۀ هوایی‌اند بیش‌تر نیز باشد که در این صورت مساحت مقطع آن به‌صورت می‌باشد که i تعداد سوراخ‌ها است. سوراخ‌های ورودی می‌توانند شکلی به‌جز دایره داشته باشند که تأثیری بر روش طراحی نخواهد داشت. جریان مایع داخل انژکتور پیچیده می‌شود. در محل محفظه چرخش، داخل قسمت مخروطی شکل این جریان شامل یک گردابه آزاد و جریانی است که از یک چشمه منفی (چاه) به وجود می‌آید، که محل آن با گردابه یکی است. در محل خروجی استوانه‌ای، جریان شامل یک گردابه آزاد و یک جریان محوری است. مایع در خروج از سوراخ با قطر تخلیه می‌شود. در این خروجی استوانه‌ای همه مؤلفه‌های سرعت باید در نظر گرفته شود که شامل سه مؤلفه‌ی محوری u، محیطی v و شعاعی w است که مؤلفه‌ی آخر بسیار از دو مؤلفه u و v کمتر است. مایع از کل مقطع خروجی خارج نمی‌شود بلکه این خروجی به شکل حلقوی است. قسمت مرکزی مقطع با هسته گازی (gas core) که در شکل های1-4 و 4-1 در دو مقیاس بزرگ و کوچک نشان داده شده است پر می‌شود.  
 نکته مهم : هنگام انتقال متون از فایل ورد به داخل سایت بعضی از فرمول ها و اشکال (تصاویر) درج نمی شود یا به هم ریخته می شود یا به صورت کد نشان داده می شود ولی در سایت اصلی می توانید فایل اصلی را با فرمت ورد به صورت کاملا خوانا خریداری کنید: سایت مرجع پایان نامه ها (خرید و دانلود با امکان دانلود رایگان نمونه ها) : jahandoc.com   شکل 4-1- مقطع هسته گازی خروجی و ورودی مماسی]9[ مساحت سطح حلقوی (A) برابر است با (3-1) که مقدار (بازده پر شدن سوراخ) به شکل زیر به‌دست خواهد آمد: (3-2) که مساحت سوراخ خروجی و شعاع هسته گازی است. مؤلفه محیطی سرعت با توجه به معادله جریان گردابه آزاد تغییر می‌کند که به شکل زیر نشان داده می‌شود (3-3) نقطه تکین گردابه آزاد در است که و فشار می‌باشد. بنابراین گردابه آزاد تنها پدیدۀ هوایی‌اند در وجود داشته باشد و مقدار سرعت محیطی در مرز هسته به مقدار بیشینه سرعتافزایش می‌یابد. سرعت محوری u داخل محفظه چرخش در شعاعی کمی بزرگ‌تر از وجود دارد. این سرعت باعث می‌شود که مؤلفه‌ی محیطی سرعت کاهش یابد و بیش‌ترین مقدار سرعت کمتر از مقداری شود که از معادله گردابه آزاد به‌دست می‌آید. اگر چه این مورد در تحلیل در نظر گرفته نشده است. در محل هسته گازی گردابه صلب (اجباری) وجود دارد که در آن گاز که از محیط اطراف انژکتور نشئت می‌گیرد مانند یک جسم صلب با سرعت زاویه‌ای ثابت می‌چرخد. (3-4) سرعت پدیدۀ هوایی‌اند از معادله برنولی حساب شود (3-5) که مقدار فشار Pمی‌تواند برابر فشار محیط در نظر گرفته شود. سرعت محوری تنها در محل سوراخ خروجی ثابت است. Pt هم فشار کل مایع است. از معادله‌ی بقای ممنتوم زاویه‌ای و با مبنا قرار دادن محور محفظه می‌توان برای سرعت محیطی نوشت: (3-6) برای ادامه فرضیات زیر را در نظر گرفته می‌شود: سیال ایده‌آل است. میدان سرعت در کل محل بین دیواره محفظه و هسته گازی جریان پتانسیل است. ممنتوم زاویه‌ای ثابت است. جاذبه وجود ندارد. جریان پایدار و نسبت به محور متقارن است. مؤلفه سرعت شعاعی وجود ندارد. تعادل برای یک المان مایع بین نیروهای فشار و اینرسی به شکل زیر است (3-7) با قرار دادن مقدار و مقدار سرعت از معادلات بالا ، مقدار dp پیدا شده و سپس با انتگرال‌گیری مقدار فشار به‌صورت زیر به‌دست می‌آید (3-8) و مقدار c با توجه به اینکه فشار در برابر با صفر است، خواهد بود: (3-9) بنابراین مقدار P خواهد شد (3-10) و با قرار دادن P در معادله 3-5، u به شکل زیر به‌دست می‌آید: (3-11) توزیع سرعت محوری u در مقطع B'-B' (شکل 1-2) به‌صورت زیر است، با تعیین سرعت vp و مقدار Q و قرار دادن آن در معادله 3-6، و سپس قرار دادن K به‌دست آورده می‌شود: (3-12) سرعت v با قرار دادن در معادله 3-5 و فرض در مقطع B'-B' به‌دست می‌آید: (3-13) معادله بالا توزیع سرعت محوری uرا در مقطع خروجی یعنی مقطع B'-B' نشان می‌دهد. در این مقطع فشار باید ثابت و برابر فشار محیط باشد. معادله 3-13 نشان می‌دهد که سرعت محوری با افزایش شعاع افزایش می‌یابد. مقدار دبی را می‌توان با توجه به شکل 1-4 نوشت: (3-14) سپس با قرار دادن مقدار u از معادله 3-13 مقدار μ به‌دست خواهد آمد (3-15) که شعاع بدون بعد هسته گازی در مقطع خروج مایع است. مقدار دبی حجمی برابر است با: (3-16) همین مقدار دبی در ورود به محفظه چرخش وجود دارد، پس (3-17) با قرار دادن مقدار سرعت vmax از معادله 3-6 و سرعت vp در معادله بالا خواهیم داشت (3-18) با مقایسه این معادله با معادله 3-16 و در نظر گرفتن معادله 3-3 و همچنین با توجه به ثابت هندسی K برای محاسبه Q : (3-19) و جریان جرمی نیز خواهد بود (3-20) از آن جا که مقدار در انژکتور تقریباً با برابر است مقدار به‌دست خواهد آمد (3-21) همان طور که مشاهده می‌شود ضریب تخلیه به دو کمیت بستگی دارد: ثابت هندسی K و بازده پر شدن سوراخ تخلیه . مقدار در خروج بیش‌ترین مقدار جریان را ایجاد می‌کند؛ بنابراین مقدار باید حداکثر باشد که با مشتق‌گیری از نسبت به حاصل می‌شود: (3-22) و خواهد بود: (3-23) از معادله بالا و معادله 3-22 رابطه زیر به‌دست می‌آید: (3-24) روابط بین μ، K و در منحنی‌های شکل 3-2 نیز نشان داده شده است. 11614152540000 شکل 3-2 وابستگی ضریب تخلیه μ ، بازده پر شدن سوراخ و زاویه پاشش α به ضریب هندسی K ]10[ زاویه پاشش از نسبت سرعت محیطی به محوری حساب می‌شود. قطرات یک سطح هذلولی‌گون ایجاد می‌کنند که مجانب آن سطحی مخروطی است. زاویه به شکل ساده زیر محاسبه می‌شود(شکل 3-3) (3-25) که v سرعت محیطی در شعاع میانگین است. همچنین داریم: (3-26) با استفاده از روابط سرعت می‌توان مقدار بر حسب μ و K را به‌دست آورد؛ مقدار سرعت محیطی در شعاع r به شکل 3-3 حساب می‌شود (3-27) که با قرار دادن معادله 3-26 در معادله بالا خواهیم داشت (3-28) سرعت محوری u از معادلات 3-16 و 3-17 به‌دست می‌آید: (3-29) برای سادگی فرض می‌کنیم که i=1 و با جایگذاریu و v از معادلات 3-28 و 3-29 در معادله 3-25 و از معادله 3-2 و K از معادله 3-23 در نهایت خواهد شد: (3-30) برای محاسبه دقیق تر رابطه زیر را استفاده می‌شود (3-31) که و مؤلفه‌های سرعت در شعاع متوسط هستند (3-32) و با قرار دادن در معادلات 3-16 و 3-17 خواهد شد (3-33) و بنابراین (3-33) (3-34) زاویه پاشش با استفاده از نموداری بر حسب μ و K قابل‌محاسبه است. برای می‌شود و برای ، نیز به سمت 180 می‌رود. شرایط مربوط به جریان با گردابه آزاد می‌باشد که در این صورت جریان انژکتور مانند جریان مربوط به یکjet atomizers است. شکل 3-3 شمایی برای محاسبه زاویه α ]11[ تئوری مایع لزجبه دلیل لزجت، نیروی اصطکاک روی دیواره محفظه چرخش موجب کاهش ممنتوم زاویه‌ای می‌شود. در نتیجه مقدار ممنتوم زاویه‌ای در خروج کمتر از ورود است و همچنین شعاع هسته گازی و زاویه کاهش و مقدار افزایش می‌یابد. پس در نتیجه ضریب تخلیه به شکل تقریبی زیر در می‌آید (3-35) که در معادله بالا جایگزین K می‌شود. برابر است با (3-36) که در آن یا . در اینجا ???? ضریب اصطکاک و پارامترهای i ، R ، و همانند شکل 1-4 است. باز هم می‌توان از منحنی شکل 3-2 استفاده نمود ولی باید از مقدار به‌جای K استفاده شود که چون خواهد بود، بنابراین مقدار بیشتر از مقدار برای جریان ایده‌آل خواهد بود. با قرار دادن مقدار B و K در معادله 3-36 خواهد بود: (3-37) وقتی که R ، برای سیال ایده‌آل K و 0 آن گاه 180 اما برای سیال لزج مقدار حداکثر ، محدود است و سپس کمترین مقدار آن تا صفر کاهش می‌یابد. همچنین در صورت0 ، K است ولی باز هم این مقدار برای مقداری محدود خواهد بود. روش طراحیهدف طراحی تعیین کردن ابعاد یک انژکتور ساده همان طور که در شکل 3-4 نشان داده‌شده بر پایه اطلاعات اولیه موجود شامل Q(دبی حجمی) یا G(دبی جرمی) ، (زاویه پاشش)، (اختلاف فشار)، (چگالی) و ν (لزجت سینماتیکی) است. ابتدا ابعاد اولیه را با توجه به ثابت هندسی K محاسبه و سپس سایر ابعاد با توجه به آن تعیین می‌شود. این مسئله منحصربه‌فرد نیست زیرا K های یکسان می‌توانند از انتخاب R، i ، و متفاوت حاصل شود. ابتدا محاسبات را برای سیال ایده‌آل انجام و برای فرض شده، از شکل 3-2 مقدار K و با توجه به این مقدار ضریب تخلیه (μ) محاسبه می‌شود. مقدار با توجه به رابطه G زیر محاسبه خواهد شد (3-38) و قطر خروجی سوراخ خواهد شد (3-39) و همچنین مقدار K برابر است با (3-40) 207010-6858000شکل 3-4 ابعاد اولیه یک انژکتور ساده پیچشی]12[ از کمیت‌های بالا دو کمیت قابل فرض می‌باشد. معمولاً و در نظر گرفته می‌شوند (و در اغلب نمونهها مقدار R را ابعاد انژکتور تعیین می‌کند)، پس مقدار قطر سوراخ مماسی به‌دست می‌آید (3-41) در مسائلی که شکل سوراخ‌ها دایره نیست به‌جای مقدار Ap تعیین می‌شود. قسمت دوم حل مربوط به سیال لزج خواهد بود. عدد Re در ورودی انژکتور برابراست با: (3-42) که قطر معادل سوراخ است که پدیدۀ هوایی‌اند به شکل زیر تعیین شود (3-43) و سرعت برابر با مقدار زیر است (3-44) و مقدار Re می‌شود (3-45) ضریب اصطکاک نیز برابر است با (3-46) معادله بالا برای Re در محدوده 106-103 به‌کار می‌رود. در صورت برقراری شرط زیر می‌توان از اثر لزجت صرف‌نظر کرد. (3-47) که مقدار نشان‌دهنده نسبت ضریب تخلیه برای سیال لزج به سیال ایده‌آل است. برای مایعات با لزجت متوسط پدیدۀ هوایی‌اند فرض شود (3-48) زیرا شرط زیر باید در آن صدق کند (3-49) مقادیر وR نمی‌تواند بیش از اندازه کوچک در نظر گرفته شوند زیرا در این صورت ابعاد انژکتور کاهش می‌یابد. در سوراخ‌های ورودی به دلیل برخورد بین ذرات مایع مقدار سطح مقطع واقعی A' برای هر سوراخ ورودی باید بیشتر فرض شود، (به دلیل کاهش آن ناشی از برخورد) تا جت، سطح مقطعی برابر داشته باشد (3-50) که (3-51) مقدار تقابل به‌صورت تعیین می‌گردد.

ارسال نظر آزاد است، اما اگر قبلا در بیان ثبت نام کرده اید می توانید ابتدا وارد شوید.
شما میتوانید از این تگهای html استفاده کنید:
<b> یا <strong>، <em> یا <i>، <u>، <strike> یا <s>، <sup>، <sub>، <blockquote>، <code>، <pre>، <hr>، <br>، <p>، <a href="" title="">، <span style="">، <div align="">
تجدید کد امنیتی
Designed By Erfan Powered by Bayan