بررسی وشبیه سازی پدیده کاویتاسیون بر روی کنترل ولوها – مکانیک

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی ارشد
رشته تحصیلی:مهندسی مکانیک
نوع ارائه:سمینار
تعداد صفحات:87
قالب بندی:word قابل ویرایش

نحوه خرید

بررسی وشبیه سازی پدیده کاویتاسیون بر روی کنترل ولوها – مکانیک

شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

چکیده

فهرست مطالب

۱ چکیده
۲ مقدمه
فصل اول : شیرکنترل
° ۱- ۱) تعریف شیرکنترل ۵
° ۱- ۲) تقسیم بندی شیرکنترل ۵
۵ ANGLE TYPE شیرنوع (۲ -۲ -۱ °
۶ Y-TYPE شیرنوع (۳ -۲ -۱ °
۶ BUTERY FLY VALVE شیرنوع (۴-۲ -۱ °
۷ BALL VALVE شیرنوع (۵ -۲ -۱ °
° ۱- ۳) شاخص جریان ۷
فصل دوم : تبخیر و کاویتاسیون
۱۰ ° ۲- ۱) مرحله آغازین کاویتاسیون
۱۱ ° ۲- ۲) متلاشی شدن حبابها
° ۲- ۳) شدت کاویتاسیون ۱۶
° ۲- ۴) فرسایش در اثر کاویتاسیون ۱۸
۲۰ ° ۲- ۵) تولید صدا
۲۱ ° ۲- ۶) ارتعاشات و لرزش کاویتاسیون
° ۲- ۷) خوردگی در اثر کاویتاسیون ۲۱
۲۱ ° ۲- ۸) افت عملکرد
۲۲ ° ۲- ۹- ۱) کاویتاسیون الوستیک
° ۲- ۹- ۲) کاویتاسیون نور ۲۲
° ۲- ۹- ۳) کاویتاسیون ذرات ۲۲
۲۲ ° ۲- ۱۰) اجتناب از کاویتاسیون
۲۶ ° ۲- ۱۱) شرایط کاری کاویتاسیون
۲۹ ° ۲- ۱۲) کاربردهای سودمند کاویتاسیون
فصل سوم : حل عددی
۳۵ ۳- ۱) معادلات حاکم
۳۵ ۳- ۱- ۱) معادله مدل انتقال بخار
۳۶ ۳-۱- ۲) مدل ترم اصلی کاویتاسیون
۳۸ ۳- ۱- ۳) پروسه ترکیب مدل معادلات همگن
۴۰ ۳- ۱- ۴) قاعده اصلی مومنتم
۴۱ ۳- ۱- ۵) اثر مغشوش
۴۲ ۳- ۱- ۶) ترم اصلی کاویتاسیون
فصل چهارم : تنظیم شبیه سازی مسئله
۴۶ ° ۴- ۱) توضیح وضعیت شبیه سازی شده
۴۷ ° ۴- ۲) محاسبه نازل A
۵۳ ° ۴- ۳) آرایش حفره های گردابه ای
۵۴ ° ۴- ۴) رفتار حفره ها در نزدیکی لبه ها
۵۵ ° ۴- ۵) اثر وارد شدن مجدد جت
۵۷ ° ۴- ۶) محاسبه نازل B
۶۰ ° ۴- ۷) ساختمان کاویتاسیون در نازل B
فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادات
۶۳ ° نتیجه گیری
۶۳ ° پیشنهادات
۶۴ منابع و ماخذ
۶۴ فهرست منابع فارسی
۶۴ فهرست منابع لاتین
۶۵ چکیده انگلیسی

چکیده:
در این سمینار ابتدا به تعریف شیر کنترل، تقسیم بندى و محاسبات آن وشـاخص جریـان وسـپس اتفاقـاتکاویتاسیون را از مرحله تشکیل تا متلاشی شدن حبابهای کاویتاسـیون و ایجـاد گردابـه کـه بـر اثـراین پدیـدهایجاد می شود می پردازیم. وهمچنین تاثیرات مضرراین پدیده بر روی سیستم را مـورد بحـث و بررسـی قـرارمیدهیم و در ادامه رفتار سیال را توسط دو روش تئوری و عددی تحلیل مـی کنـیم . در ایـن سـمینارتعدادی ازمعادلات حاکم استخراج شده ومورد بحث قرار گرفته است که این معادلات برای پـیش بینـی شـروع، تعـداد پروسه انتقال ونیروی کاویتاسیون ومقدار حجم بخار در یک سلول برای سیال تـراکم ناپـذیر ،غیـر دایـم و دوبعدی به کاررفته است. اما با توجه به شرایط مسئله مانند دو بعدی یـا حتـی سـه بعـدی بـودن هندسـه، شـرایطمرزی، چند فازی بودن مسئله وبزرگی ابعاد هندسه ومحدودیت معادل بندی در هندسه های پیچیـده و … نمـیتوان تنها به روش تئوری تکیه کرد بنابر این با استفاده از روش عددی به صورت المان محدود و شـبیه سـازیبا تقریب مناسب به حل مسئله پرداختیم که جوابهای ایده آل و قابل قبول را به ما می دهد.

مقدمه:
کاویتاس یون پدی ده ای اس ت ک ه فق ط در سیس مهای حال ت م ایع اتف اق م ی افت د. در س ال ۱۹۱۷فیزیکدان انگلیسی Lord Raylejgh اولین بار علت فرسودگی سریع پره های کشتی را مورد بررسی قرار داد و متوجه تولید حبابهای بخارتوسط پره های کشتی شـد .کـه قـبلاً توسـطReynolds بـه صـورتتجربی اثبات شده بود .به نظر می رسید که این حبابها همان طور که به پروانه آسیب می رساندند، سـببکندی حرکت قایق نیز می شدند.
هنگامی که سیال از دریچه کنترل شیر عبور می کند، به دلیل عبور ازیک گلوگاه فشار سـیال پـایین آمده و سرعت افزایش میابد. اگراین افت فشار، فشار سیال را به پایین ترازفشار بخار سیال برساند، مایع به بخار تبدیل شده ودرون مایع حبابهایی تشکیل می شود. بعد از عبور سیال از گلوگاه فشـار در بـالا دسـتافزایش می یابد واصطلاحاً به این امر بازیافت فشار گفته می شود. افزایش مجـدد فشـار و بـالارفتن فشـاربخارسیال باعث می شود که حبابهای ایجاد شده درون مایع ترکیده وبخار دوباره به مایع تبدیل شود. این عمل تشکیل حبابهای بخار و سپس ترکیدن حبابها را کاویتاسیون مـی نامنـد. کاویتاسـیون عمـلاً بسـیارمخرب بوده و سبب آسیب رساندن به شیر و عمرآن می شود. این پدیده با فلشینگ کـاملاً متمـایز اسـتچرا که فلشینگ در حالتی اتفاق میافتدکـه فشـار در خروجـی پـایین ترازفشاربخارباشـد. در ایـن حالـتحبابهای بخار ایجادشده نمی ترکند. اما به دلیل باز یافت فشار در پایین دست و در نتیجه افـزایش فشـار، حجم حبابهای تشکیل شده کاهش می یابد و در نتیجه نوسانات در جریان سیال ایجاد می شود. بـه ایـنپدیده فلشینگ می گویند. این پدیده به مخربی کاویتاسیون نمی باشد اما بر روی سطوح، فرسایش ایجـادنموده و سبب لرزش وصدای کم در شیر می شود.
کاویتاسیون یک فرایند مایع، بخار، مایع است که در ناحیه کوچکی بعد ازگلوگاه درچند میکرو ثانیـهاتفاق می افتد.کاویتاسیون شدیدسبب ایجاد نشتی درنشیمنگاه، از بین رفتن خاصیت جریان، قفس شیر و در نهایت از بین رفتن کامل بخشهای تحت فشار(بدنه شیروخطوط لولـه )مـی شـود. درسرویسـهای فشـاربالا،کاویتاسیون می تواند در مدت چند دقیقه اجزاشیررا نابود سازد. حبابهای کاویتاسیون خیلی کـوچکتراما پر قدرت تر از حبابهای است که توسط جوشاندن معمولی به وجود می آینـد . اگـر حبابهـا در نزدیکـیسطح فلزی مانند دیواره بدنه شیر باشندتمایل به تخلیه انرژی انفجار به دیواردارندچراکه در فشـار اطـرافحباب درمحل نزیک به دیوار کمتر است. صدمه اصلی کاویتاسیون در هنگام انفجارحباب بـر روی دیـوارهشیراست که دراین هنگام چندین تکه بسیار کوچک از بدنه شیر کنده می شـود . بخصـوص هنگـامی کـهفشارایجاد شده از استحکام کششی دیواره فراتر رود.
درحالتهایی که سطح دارای پوشش است کاویتاسیون این پوشش را از بین می برد و ماده حسـاس رادر معرض واکنش شیمیایی یا فرسایش قرار می دهد. هیچ ماده ای در برابرکاویتاسیون مقاومت نا محدود ندارد وسـخترین مـواد هـم در نهایـت سـاییده مـی شـوند. اثـرمهم دیگـر کاویتاسـیون کـاهش کـارکردشیروتاثیرآن درفرایند است. زیرا در هنگامی که کاویتاسیون رخ می دهد حبابهای تشکیل شـده از حجـمسیال عبوری می کاهند و در نتیجه ظرفییت شیر CV کمتر از مقدار معمول محاسبه شده می شود. درگلوگاه سطح مقطع جریان و فشار به حداقل مقدار خود و سرعت به حداکثر مقدار خود مـی رسـد.
بعد از عبوراز این نقطه فشار مایع بازیافت می شود. توجه شودکه فشار خروجی کمتر از فشار ورودی مـیباشد چون بخشی ازانرژی موجود به گرما تبدیل شده است. افزایش سرعت سیال در نقطـه گلوگـاه مسـیرجریان بایستی با کاهش در فشاراستاتیکی خنثی شود. احتمـال رخ دادن کاویتاسـیون زمـانی پـیش مـیآیدکه بازیافت فشار خروجی آنقدر باشدکه از فشار بخاربیشتر شود. در این هنگام دیگر حباب بـه صـورتبخار وجود ندارد وبه طورآنی به مایع تبدیل می شود. توجه شود که کاویتاسیون یک تغییر حالت مایع بـهبخاروسپس به مایع است.
تبدیل سیال به بخاربه دلیل افت فشار سیال (حباب) و سپس ترکیدن ان حبابهـا بـه دلیـل افـزایشفشار سیال سبب بروز فرسایش و کنده شدن تکه های بسیار کوچکی از قطعات داخلی شیر می شود. این امر برای طراح بسیار مهم و غیر قابل چشم پوشی است زیراکه اگربرای جلوگیری ازایـن فراینـد چـاره ایاندیشیده نشود، بامرور زمان مجرای درونی، پلاگ و قطعات داخلی شیر که با سیال در تماس است ازبـینرفته و سبب بروزمشکلات اساسی می شود.

نتیجه گیری
در این سمینار پیگیری اتفاقات کاویتاسیون براساس روش عددی بیان شده است. در این روش اثـرتراکم مخلوط آب و بخار در یک منطقه از کاویتاسیون بررسی شد مدلی که ما ایجاد کردیم در مقایسه بـ ا مدل تجربی از لحاظ کیفی برای ریزش کاویتاسیون و فعل و انفعـالات گردابـه هـای غیرخطـی تـا حـدودزیادی مناسب بود. در یک قالب بسته معادلات انقال بخار، مکانیزم بهم آیختن خوشه هـای کاویتاسـیون، رشد و متلاشی شدن حبابها با حالت اصلی مطابقت دارد. پیش بینی آرایش حفره های گردابه ای و انتشار آنها بسیار شبیه به حالت تجربی (حالت اصلی) است. در ابتدا مکانیزم، دوباره وارد شده جت و اثر گرادیان فشار مخالف با ثبت بودن تئوری ناپایداری توزیع داده شد که چگونـه تـوده هـای کاویتاسـیون در امتـداددیواره نازل رشد می کند. بدنبال این موضوع مقدار عمده سرعت سیال در اثر دوباره وارد شدن جت بـود ، نشان دادیم در انتهای دیوار نازل هجوم مایع که شبیه عمل جت است باعث سـوراخ شـدن انتهـای دیـوارنازل توسط حفره می شود بعلت متمرکز شدن آشفتگی دوباره وارد شـد ن حرکـت جـت بصـورت مرکـب(پیچیده) ظاهر می شود با تغییر شکل نازل توده های کاویتاسیون افزایش مـی یابـد خوشـه هـای غلـیظکاویتاسیون در مرکز گردابه ها می باشند و در پایین دست جریان پخـش و گسـترش مـی یابنـد. پروسـهپیوند گردابه ها در نتیجه توسعه منطقه بخار می باشد بطوریکه انتقال گرمای آنها به سوی خروجی نـازلمی باشد. این شبیه سازی در مورد چگالش گاز به مـا اطلاعـاتی نمـی دهـد در حالیکـه بـه طـور واضـحدینامیکی کاویتاسیون می تواند تغییر کند ما از طریق بهبود شبکه جریان سیال ناپایدار را بررسی کـردیمو همچنین مقدار قوی بخار کاویتاسیون که به اطلاعات اولیه فاز مایع بستگی دارد را محاسبه کـردیم هـرگونه تغییری در ساختمان سیال مانند هسته گردابه چرخش منطقه می توانـد روی توزیـع منطقـه بخـارقابل توجه باشد این مدل ( روش) با هرگونه از قاعده (فرمول بنـدی ) اولـری بـه منظـور بررسـی اتفاقـاتکاویتاسیون و اثرات بازیافت آن می تواند عملی باشد.

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

راهنمای سایت

برخلاف سایت های دیگر که فایل ها را به صورت تکی می فروشند روال سایت ما این است که شما با عضویت در سایت ما میتوانید از تمام فایل های موجود استفاده کنید.

تمام مطالب سایت فقط برای اعضای سایت رایگان است.

نحوه عضویت در سایت

آخرین مطالب

مطالب مرتبط