دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی مکانیک شریف
2676-4725
2676-4733
24
46.2
2009
02
19
اثر جریان گردابی در داخل لولهی مکش یک توربین فرانسیس افقی بر کارکرد آن
119
126
FA
امیر فرهاد
نجفی
دانشکده ی مهندسی انرژی, دانشگاه صنعت آب و برق
afnajafi@pwut.ac.ir
محمدحسن
سعیدی
دانشکده مهندسی مکانیک، قطب علمی تبدیل انرژی، دانشگاه صنعتی شریف
saman@sharif.edu
در این پژوهش عملکرد لولهی مکش یک توربین فرانسیس افقی تحت تأثیر جریان گردابی شکلگرفته در خروجی چرخ توربین، که هنگام کارکرد توربین در خارج از نقطهی طراحی روی میدهد، بهصورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. برای اطمینان از بالا بودن قابلیت تحلیل عددی، اولین گام داشتن دادههای تجربی بود. از اینرو پس از طراحی و ساخت یک پراب )probe(سهحفرهیی فشاری، توزیع سرعتهای محوری و دورانی در دو مقطع، در داخل لولهی مکش اندازهگیری شد. از مقادیر به دست آمده در ورودی لولهی مکش )مقطع نخست( بهعنوان شرایط مرزی در تحلیل عددی سهبعدی استفاده شد. از آنجا که در جریانهای گردابی، گرانروی )ویسکوزیتهی( جریان مغشوش غیرایزوتروپ است، برای اطمینانیافتن از دقت پاسخها از روش RSM برای مدلسازی تنشهای رینولدزی استفاده شده است. نتایج تجربی و عددی برای مؤلفههای سرعت محوری و دورانی در مقطع دوم، با هم هماهنگی قابل قبولی داشتند. بررسی اثر جریان گردابی بر عملکرد لولهی مکش که برای سه نقطهی کارکرد توربین به روش عددی صورت گرفت، نشان از کاهش کارایی لولهی مکش در اثر وجود چنین جریانی داشت. بدیهی است که در اینصورت توان تولیدی توربین نیز کاهش مییابد.
توربین فرانسیس افقی,لولهی مکش,پراب فشاری,جریان گردابی,حل عددی,مطالعهی تجربی
https://sjme.journals.sharif.edu/article_5638.html
https://sjme.journals.sharif.edu/article_5638_340a178d0b5e619175c7e1bb3cd6c819.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی مکانیک شریف
2676-4725
2676-4733
24
46.2
2009
02
19
مقایسهی فنی و اقتصادی جایگزینی مبدلهای پوسته و لوله با مبدلهای حرارتی چندجریانی از نوع صفحهـپرهیی در شبکهی بازیافت حرارتی
127
134
FA
مجتبی
خرم منش
دانشکده مهندسی مکانیک - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
مجید
عمیدپور
0000-0003-2073-6106
دانشکده مهندسی مکانیک - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
amidpour@kntu.ac.ir
مجید
بازارگان
دانشکده مهندسی مکانیک - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
bazargan@kntu.ac.ir
مبدلهای حرارتی چندجریانی مبدلهایی هستند که در آنها بهطور همزمان انتقال حرارت بین چند جریان سرد و چند جریان گرم انجام میگیرد. از مبدلهای حرارتی چندجریانی در مواردی که کارایی حرارتی بالا و حجم و وزن کم مد نظر باشد، استفاده میشود. از موارد کاربرد آنها میتوان به استفاده در فرایندهای فوق سرد گازی در نقش پیش سرد کنندهی سیال ورودی، چگالنده، ریبویلر و چیلر، در صنایع هوا فضا بهمنظور خنککردن روغن و سوخت و همچنین خنککردن کل مجموعه، و در سیستمهای تهویه مطبوع در چگالندهها و تبخیرکنندهها و مبدلهای هوایی اشاره کرد. این مبدلها بهعلت مزایای اقتصادی فراوان و کارایی حرارتی بالا، جایگزین بسیار مناسبی هستند برای شبکهی مبدلهای حرارتی، که عمدتاً از مبدلهای پوسته و لوله تشکیل شدهاند. از این موضوع بهعنوان کاربرد جدید این مبدلها نام برده میشود. در این نوشتار ابتدا نحوهی طراحی مبدلهای چندجریانی بیان شده و سپس عملکرد حرارتی و اقتصادی این نوع مبدلها در مقایسه با مبدلهای حرارتی پوسته و لوله برای یک شبکه بازیافت حرارتی بررسی خواهد شد.
مبدل حرارتی چندجریانی,مبدل صفحهـپرهای,فنّاوری پینچ,شبکهی بازیافت حرارتی
https://sjme.journals.sharif.edu/article_5639.html
https://sjme.journals.sharif.edu/article_5639_661a56a73cdb0e27c30c573705509f72.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی مکانیک شریف
2676-4725
2676-4733
24
46.2
2009
02
19
بررسی میدان سرعت حول یک ترکیب بال ـ کانارد با استفاده از روشهای تجربی و شبکهی عصبی
135
142
FA
احمد
شرفی
دانشکده مهندسی هوافضا - دانشگاه صنعتی شریف
a_sharafi@alum.sharif.edu
محمدرضا
سلطانی
دانشکده مهندسی هوافضا - دانشگاه صنعتی شریف
msoltani@sharif.ir
مجتبی
دهقان منشادی
0000-0002-2143-0670
دانشکده مهندسی هوافضا - دانشگاه صنعتی شریف
mdmanshadi@mut-es.ac.ir
در این تحقیق بهمنظور بررسی اثرات کانارد بر توزیع سرعت بال یک مدل هواپیمای مانورپذیر، آزمایشات مختلفی در تونل باد زیر صوت انجام شده است. بال و کانارد هر دو مثلثیشکلاند و دارای لبههای حملهی تیز هستند. آزمایشها در دو زاویهی حملهی مدلٓ۱۵ٓوٓ۲۰ٓدرجه و زوایای حملهی کانارد۱۰−، صفر و ۱۰ٓدرجه انجام شدهاند. در کلیهی آزمایشها کانارد در امتداد محور بال قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد که در تمام زوایای حملهی مدل و کانارد، فرووزش کانارد از روی بال عبور میکند و در اثر تداخل با گردابهی بال، فشار روی سطح بالایی بال کاهش مییابد؛ درنتیجه برآ افزایش یافته و احتمالاً پایداری جریان روی بال بیشتر میشود. این پدیدهها باعث به تعویق افتادن و اماندگی بال، و درنتیجه افزایش کارایی هواپیمای مورد نظر میشود. همچنین به منظور پیشبینی اثرات کانارد بر توزیع سرعت روی سطح بال در زوایای حملهی گوناگون، از یک شبکه عصبی استفاده شده است. ورودیهای شبکهی عصبی دادههای تجربی آزمایشهای یاد شده هستند. نتایج اخذ شده از شبکهی عصبی وجود دو گردابهی بال و کانارد را در مقاطع مختلف سطح بال نشان میدهند. با افزایش زاویهی حملهی کانارد گردابهی ناشی از آن قویتر میشود و سطح بیشتری از دهانهی بال را میپوشاند. درنتیجه فشار روی سطح بال بیشتر کاهش مییابد و سبب افزایش سرعت و افزایش برآی آن میشود.
کانارد ـ بال مثلثی,آزمایش تونل باد,شبکهی عصبی,توزیع سرعت,مانورپذیری,پراب فشار هفتسوراخه
https://sjme.journals.sharif.edu/article_5640.html
https://sjme.journals.sharif.edu/article_5640_b32167ccca3dd808092b24576fec3926.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی مکانیک شریف
2676-4725
2676-4733
24
46.2
2009
02
19
طراحی معکوس شکل در جریانهای داخلی و خارجی با روش دیوارهی نفوذپذیر
145
149
FA
علی
اشرفی زاده
دانشکده مهندسی مکانیک - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
ashrafizadeh@kntu.ac.ir
محمد مهدی
تابنده خورشید
دانشکده ی مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
mehdi.tabandeh@gmail.com
در این نوشتار طراحی شکل در جریانهای داخلی و خارجی بهوسیلهی الگوریتمی مبتنی بر روش دیوارهی نفوذپذیر ارائه شده است. در این روش با دانستن توزیع فشار هدف بر روی دیوارهی یک مجرا یا دیوارهی جسم واقع در میدان جریان، شکل دیوارهی متناظر با این توزیع فشار به دست میآید. روش دیوارهی نفوذپذیر، یک روش طراحی معکوس تکراری است و محاسبات از یک حدس اولیه آغاز میشود. در این روش همهی انواع معادلات جریان)از جریان پتانسیل تا ناویرـاستوکس اعم از دوبعدی یا سهبعدی و غیرقابل تراکم یا تراکمپذیر( قابل استفاده هستند. در این مقاله معادلات اویلر تراکمپذیر دوبعدی بهعنوان معادلات حاکم در نظر گرفته شدهاند. به این منظور یک برنامهی رایانهیی نوشته شده که این معادلات را بهکمک روش حجمهای متناهی گسسته، و سپس حل میکند. برای به دست آوردن شارهای جابهجایی در مرز میان سلولها از روش رو (Roe)، و برای گسستهسازی میدان محاسباتی از روش جبری و سادهی TFI استفاده شده است.
طراحی معکوس شکل,روش دیوارهی نفوذپذیر,جریان داخلی,جریان خارجی,معادلات اویلر
https://sjme.journals.sharif.edu/article_5641.html
https://sjme.journals.sharif.edu/article_5641_547e0ad84189c37c5ffeb79f339fea25.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی مکانیک شریف
2676-4725
2676-4733
24
46.2
2009
02
19
طراحی و ساخت غلتکهای شکلدهی غلتکی سرد لولههای گرد بهکمک رایانه
151
156
FA
امیر
دانشی
دانشکده مهندسی مکانیک - دانشگاه تربیت مدرس
مهدی
تاجداری
دانشکده ی مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر
tajdari@yahoo.com
حسن
مسلمی نائینی
دانشکده مهندسی مکانیک - دانشگاه تربیت مدرس
moslemi@modares.ac.ir
در صنایع لولهسازی، طراحی و ساخت غلتکهای شکلدهی غلتکی سرد غالباً بهصورت تجربی انجام میشود که بسیار زمانبر و پرهزینه است. پژوهش حاضر در زمینهی طراحی و ساخت غلتکها صورت گرفته و ارائهی نتایج حاصل از آن بهصورت نرمافزار تجاری، گامی است در پاسخ به نیاز صنعت. این تحقیق براساس تحلیل روش شکلدهی ورق به لوله بوده که روش تحلیل آن برگرفته از روش کیوچی با تابع شکل سینوسی است. تحلیل کشسانی ـ خمیری فرایند، برای دستیابی به تنش، کرنش، توان و شکل سهبعدی ورق در بین ایستگاهها، براساس روش انرژی انجام شده و در نرمافزار، طراحی غلتک براساس معیار توان مصرفی یکنواخت بین ایستگاهها صورت پذیرفته است. در نهایت، با بررسی ابعاد ماشینهای ساخت لوله و پارامترهای فنی فرایند، فایل SCRIPT نقشهی ساخت غلتکها، توسط نرمافزار به کاربر ارائه شده و با اجرای آن در محیط «اتوکدٓ۲۰۰۲» )۲۰۰۲AUTOCAD (، نقشهی ساخت بههمراه نقشهی مونتاژی رسم میشود. با توجه به این که این نرمافزار بهعنوان یک نرمافزار صنعتی تدوین شده و در اختیار صنایع لولهسازی قرار گرفته است، انجام آزمایشهایی بهمنظور نشاندادن درستی نتایج نرمافزار ضروری است. بنابراین با توجه به اصول CAD/CAM و نیز بهمنظور مقایسهی نتایج نرمافزار برای شکل سهبعدی ورق در بین ایستگاهها با شرایط عملی، آزمایش نقطهبرداری انجام شد که نتایج قابل قبولی در پی داشت.
شکلدهی غلتکی سرد,لولههای گرد,تحلیل عددی,طراحی و ساخت غلتک
https://sjme.journals.sharif.edu/article_5642.html
https://sjme.journals.sharif.edu/article_5642_031f69e7c2cb1dac39971c327e67dd75.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی مکانیک شریف
2676-4725
2676-4733
24
46.2
2009
02
19
بهینهسازی ترمواکونومیک و تحلیل اکسرژی چرخهی تبرید تراکمی بخار
157
162
FA
مجتبی
موسوی نائینیان
دانشکده مهندسی مکانیک - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
mousavi@kntu.ac.ir
علی
بهبهانی نیا
دانشکده مهندسی مکانیک - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
alibehbahaninia@kntu.ac.ir
سارا
جوادزاده حقیقت
دانشکده مهندسی مکانیک - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
در کار حاضر روش ترمواکونومیک بهمنظور بهینهسازی چرخهی تبرید تراکمی بخار مورد استفاده قرار گرفته است. میزان بار برودتی و دمای داخل و خارج، بهعنوان قیدها لحاظ شدهاند. در این تحلیل دو پارامتر بهینهسازی در نظر گرفته شده است. اولین پارامتر، اختلاف بین دمای چگالش و محیط خارج است که فشار چگالش را تعیین میکند. تعیین اختلاف بین دمای تبخیر و محیط داخل به عنوان دومین پارامتر، تعیین کنندهی فشار تبخیر است.تابع هدف، تابعی از هزینههاست که هزینههای مربوط به اکسرژی ورودی و سرمایهگذاری اولیه را شامل میشود. این تحلیل نشان میدهد که پارامترهای بهینهی چرخه، با برقراری تعادل بین هزینههای صرف شده برای تراکم در کمپرسور و سایر هزینههای شامل قیمت فنها، مبدلهای حرارتی و انرژی الکتریکی ورودی به فنها تعیین میشود.
بهینهسازی,ترمواکونومیک,چرخهی تبرید,اکسرژی
https://sjme.journals.sharif.edu/article_5643.html
https://sjme.journals.sharif.edu/article_5643_aabf000cb1a054212c3b95c6073abe8f.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی مکانیک شریف
2676-4725
2676-4733
24
46.2
2009
02
19
بهینهسازی طراحی گازگیر لجن UASB بهمنظور افزایش سرعت در بستر لجن بدون تغییر سرعت در ناحیهی زلالسازی
163
168
FA
مجید
حکیم جوادی
مرکز تحقیقات آب و انرژی - دانشگاه صنعتی شریف
ایوب
ترکیان
مرکز تحقیقات آب و انرژی - دانشگاه صنعتی شریف
torkian@sharif.edu
سیدجمال الدین
هاشمیان
مرکز تحقیقات آب و انرژی - دانشگاه صنعتی شریف
با توجه به این که کلید اصلی در فرایندUASB وجود گرانول است، حفظ آنها در حین بهرهبرداری، از اولویتهای بهبود کارایی این سیستمها میباشد که از طریق بهینهسازی طراحی گازگیر قابل انجام است. در طرح پیشنهادی، گازگیر از مخلوط لجنآب و گاز پر شده و قسمتی از مسیر جریان رو به بالا به مخزن مجاور عمود بر گازگیرهای واکنشگر منحرف میشود. در این مخزن، گاز از لجنآب جدا شده، لجن مرغوب تهنشین و به واکنشگر بازگشته و لجن نامرغوب به پمپخانه اصلی ارسال و همراه فاضلاب تغذیه به کف واکنشگر برگردانده میشود. در طرح بهینهشده میتوان سرعت در بستر لجن را بدون تغییر در سرعت ناحیهی زلالسازی در بالای گازگیر زیاد نمود. همچنین افزایش سرعت لجنآب در زیر گازگیر از صفر به حدودٓ۳۸ متر بر ساعت احتمال جداسازی گاز از لجن را بهشدت افزایش خواهد داد. بهاین طریق نهتنها جداسازی گاز از لجن بهتر میشود بلکه افزایش سرعت رو به بالا باعث افزایش تماس بین لجن و فاضلاب شده و عملکرد سیستم بهبود مییابد. از دیگر مزایای فنی و اقتصادی طرح پیشنهادی، حذف سیستم لولهکشی جمعآوری گاز، عدم ضرورت وجود آویز و بازوهای نگهدارندهی گازگیر در داخل واکنشگر، امکان ساخت گازگیر بزرگتر و کاهش اتلاف سطح ناشی از همپوشانی، سادگی دسترسی به داخل واکنشگر از فاصلهی بین گازگیرها برای امور تعمیر و نگهداری، و کاهش ارتفاع مورد نیاز در محفظهی تنظیم فشار و تله شعله میباشد.
گازگیر,سرعت رو به بالا,لجن بیهوازی,UASB,تصفیهی بیهوازی
https://sjme.journals.sharif.edu/article_5644.html
https://sjme.journals.sharif.edu/article_5644_575bb2b5ededca05750f7df6d6627c5a.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی مکانیک شریف
2676-4725
2676-4733
24
46.2
2009
02
19
ارزیابی روشهای پانل و شبکهی گردابه بههمراه مدلسازی دنبالهی آزاد جهت محاسبات آئرودینامیکی روتور بالگرد در پرواز ایستایی
169
180
FA
کاظم
هجران فر
دانشکده مهندسی هوافضا - دانشگاه صنعتی شریف
khejran@sharif.edu
مهدی
هاشم آبادی
دانشکده مهندسی هوافضا - دانشگاه صنعتی شریف
در تحقیق حاضر، ارزیابی روشهای پانل و شبکهی گردابه بههمراه مدلسازی دنبالهی آزاد در تحلیل آئرودینامیکی روتور بالگرد در پرواز ایستایی مد نظر بوده و با مقایسهی نتایج حاصل از این دو روش، اثرات ضخامت تیغهها روی نتایج آئرودینامیکی روتور مورد بررسی قرار گرفته است. مزیت اساسی روش پانل نسبت به روش شبکهی گردابه در تحلیل آئرودینامیکی روتور بالگرد، درنظر گرفتن اثرات ضخامت تیغهها و درنتیجه افزایش دقت نتایج توزیع فشار سطح و بارگذاری تیغهها است. در روش پانل، تیغهها با ضخامت واقعی مدل میشود و ضمن توزیع پانلهای چهارضلعی چشمه/مزدوج روی سطح تیغهها، از پانلهای چهارضلعی مزدوج برای مدلسازی دنباله استفاده میشود. در مدلسازی دنبالهی آزاد و با هر چرخش تیغهها، یک ردیف پانل به دنباله ریزش کرده که با سرعت محلی القاشده توسط پانلهای چشمه/مزدوج روی تیغهها و پانلهای مزدوج روی دنباله جابهجا میشوند. درنتیجه، دنباله آزادانه تغییر شکل یافته و ساختار طبیعی خود را پیدا میکند. با استفاده از روش پانل و مدلسازی دنبالهآزاد، محاسبات آئرودینامیکی بال ۰۰۱۲ٓNACA صورت گرفته تا دقت و صحت روش در تحلیل جریان سهبعدی ارزیابی شود. سپس تحلیل آئرودینامیکی یک روتور در پرواز ایستایی برای ماخ نوک تیغه برابر ۰٫۴۴ توسط روش پانل انجام شده و نتایج با دادههای تجربی و نظری موجود مقایسه شدهاند. همچنین با مقایسهی نتایجحل پانل با روش شبکهی گردابه، تأثیر ضخامت تیغهها بر مشخصات آئرودینامیکی روتور مورد نظر ــ شامل توزیع اختلاف فشار سطح تیغهها، بارگذاری تیغهها و ساختار دنبالهی روتور ــ بررسی شده است. در ادامه، تأثیر پارامترهای مختلف نظیر تعداد پانلها و اندازهی گام زمانی بر دقت نتایج آئرودینامیکی و ساختار دنبالهی روتور مورد مطالعه قرار گرفته است. در نهایت، قابلیت تحلیل حاضر بهمنظور محاسبات آئرودینامیکی روتور با تیغههای دارای پیچش نشان داده شده و نتایج روشهای پانل و شبکهی گردابه ارزیابی و با هم مقایسه شدهاند.
روش پانل,روش شبکه گردابه,دنبالهی آزاد,روتور بالگرد
https://sjme.journals.sharif.edu/article_5645.html
https://sjme.journals.sharif.edu/article_5645_41a55b58283387384e510c55b5027081.pdf