Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1393
8
1
gregorian
2014
11
1
14
8
online
1
fulltext
fa
مدلسازی ریاضی و عددی و بررسی پایداری شیر قطع موتور پیشران مایع
Mathematical and Numerical Modeling along with the Stability Analysis of Liquid Propellant Rocket Engine Cut-off Valve
در این مقاله معادلات حاکم بر خط لوله، شیر قطع و سامانه ی راه انداز هم بصورت تحلیلی و هم بصورت عددی تحلیل شده است. در حل ریاضی دقیق، با استفاده از تبدیل لاپلاس و خطیسازی معادلات و حل آنها پایداری عملکرد شیر بررسی شده است. با توجه به طراحی صورت گرفته برای سامانه ی خط لوله-شیر مذکور و بازاء پارامترهای موثر شیر طبق تحلیل پایداری خطی نایکوئیست و بود سیستم کاملاً رفتاری پایدار از خود نشان داد. در حل عددی نیز بررسی رفتار شیر قطع مطرح بوده، که معادلات حاکم بر شیر قطع بصورت عددی مدل و تحلیل شده است. با مدلسازی انجام گرفته، رفتار گذرای شیر در حین فرمان قطع و نرخ تغییرات فشار، دبی عبوری از شیر ، فشار گاز سامانه ی راه انداز و فشار بالادست شیر (ضربه قوچ) با توجه به حرکت المان قطع کننده شیر ارائه شده است. نتایج بدست آمده با داده های تجربی مقایسه و نشان داده شد که اختلاف مقدار دبی عبوری از شیر بر حسب زمان حداکثر خطای 13 درصدی را دارد. نتایج عددی نشان می دهد تا لحظات پایانی بسته شدن شیر، تغییر قابل توجهی در دبی عبوری از شیر رخ نمی دهد. همچنین نتایج نشان می دهد زمان بسته شدن شیر قطع را بایستی با توجه به شرط فشار حداکثر مجاز ضربه هیدرولیکی در مسیر تعیین نمود.
In this work, governing equations of the feed line, cut-off valve, and the starter system are analyzed mathematically and numerically. In the mathematical solution, the stability of the valve system is considered using the Laplace transform along with the linearization of the equations of the system. According to parameter design of the feed pipe–valve system, the system demonstrates the stable behavior in the effective parameter of the valve system on the basis of the Nyquist and Bode stability criterion. In the numerical solution, the steady state behavior of the cut-off valve is simulated during the cut-command. Then the rate of the pressure variation, mass flow rate through of the valve, gas pressure of the starter system, and the upstream pressure of the valve (water hammer) are considered based on the valve's poppet motion. The comparison of the simulation results with the experimental data depicts only 13 percent error in the mass flow rate through of the valve. In the last time of the closing valve, there is no variation in the mass flow rate in the valve due to the excessive loss factor of the valve when the valve approximately is closed. The results show that the closure of the cutoff valve shall be provided in accordance with allowable maximum pressure of the hydraulic shock on the established
شیر قطع,مدلسازی ریاضی,موتور پیشران مایع,تحلیل پایداری
Cut-off Valve,Mathematical modeling,Liquid Propellant Rocket Engine,Stability analysis
95
102
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-8005&slc_lang=fa&sid=15
Mohammad
Shafiey
محمد
شفیعی دهج
100319475328460053277
100319475328460053277
No
دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، دانشکده مهدسی هوافضا
Reza
Ebrahimi
رضا
ابراهیمی
100319475328460052991
100319475328460052991
No
دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
Hassan
Karimi
حسن
کریمی مزرعه شاهی
100319475328460053278
100319475328460053278
Yes
دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
Sayyed Mahdi
Abtahi
سید مهدی
ابطحی
100319475328460053034
100319475328460053034
No
Faculty of Industrial and Mechanical Engineering, Qazvin Branch, Islamic Azad University
دانشگاه آزاد اسلامی، واحد قزوین، دانشکده مهندسی صنایع و مکانیک
Ali
Kalabkhani
علی
کلب خانی
100319475328460053082
100319475328460053082
No
مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت، تهران