مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

حل عددی تنش‌های مکانیکی و حرارتی در استوانه جدار نازک تحت انفجار گازی داخلی

نویسندگان
1 دانشگاه تربیت مدرس
2 دانشیار مهندسی هوافضا دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
انفجار گازی درون لوله ها باعث ایجاد همزمان موج های شاک فشاری- حرارتی می شود. انفجار گازی شامل یک موج شاک در جلو و یک منطقه واکنش در پشت آن می باشد که به شدت با هم کوپل شده اند. سرعت، فشار و دمای گاز بعد از انفجار بستگی به مقدار و نوع مخلوط سوخت مورد استفاده دارد. بیشینه ی فشار موج مکانیکی ناشی از انفجار می تواند 20 تا 30 برابر فشار محیط باشد و دمای گاز در انفجار به بیش از 2000 درجه سانتیگراد می رسد. موج شاک مکانیکی ناشی از انفجار گازی، در هر نقطه از لوله سبب ایجاد کرنش های نوسانی شده که گاهی اوقات چندین برابر کرنش های استاتیک معادل هستند. از طرفی حرارت زیاد ناشی از موج انفجار متوالی گازی داخلی، سبب ایجاد تنش های حرارتی در لوله می شود. در این مقاله، تنش های مکانیکی و حرارتی ناشی از انفجار گازی از طریق شبیه سازی عددی، بررسی شده است. در این خصوص، ابتدا تغییر مکان های مکانیکی و سپس تغییر مکان های حرارتی شبیه سازی شده است. در نهایت تنش های مکانیکی و حرارتی ناشی از انفجار، به صورت همزمان درون لوله محاسبه شده اند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Numerical Analysis of Mechanical and Thermal Stress in Thin Cylindrical Tube under Internal Gaseous Detonation

نویسندگان English

ehsan sheibani 1
Majid Mirzaei 2
2 associated professor of Aerospace engineerng at Tarbiat Modares university
چکیده English

Abstract- Gaseous detonation in tubes produces moving pressure-thermal waves. A gaseous detonation consists of a shock wave and a reaction zone that are tightly coupled. The speed, pressure, and temperature of the products of detonation depend on the type and amount of the initial mixture. The maximum pressure of mechanical wave caused by detonation can be as high as 20-30 times the ambient pressure and temperature of gas in detonation may exceed 2000°C. The mechanical shock waves can cause oscillating strains in the tube wall, which can be several times higher than the equivalent static strains. On the other hand, the passage of the heat wave produces thermal stresses in the tube wall. In the current study the resulting mechanical and thermal stresses have been assessed using numerical simulations. In practice, the mechanical and thermal displacements have been computed separately. Finally, the combined effects of mechanical and thermal stresses caused by gaseous detonation have been simulated.

کلیدواژه‌ها English

Numerical simulation
pulse detonation engine
Vibration
mechanical stress
Thermal stress