مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مدلسازی عددی انقباض یک قطعه سرامیکی در فرآیند خشک شدن

نویسندگان
1 هیات علمی- دانشگاه بیرجند
2 دانشجوی تحصیلات تکمیلی/دانشگاه بیرحند
چکیده
در مطالعه حاضر پدیده خشک شدن یک سرامیک خاص مطالعه و تحلیل شده است. معادلات تنش- کرنش وابسته به انتقال جرم و انتقال حرارات، هنگام خشک شدن محیط دو فازی با قابلیت تغییر شکل، مدل شده و چینش های دو بعدی و سه بعدی بررسی شده اند. با هدف مقایسه نتایج، از یک سرامیک با انالیز شیمیایی واحد برای هر دو چینش استفاده شده است. محصول دو فازی، همگن، نمگیر، ایزوتروپیک و با قابلیت انقباض بالا لحاظ شده است. معادلات اصلی به دلیل رفتار انقباضی به بیان لاگرانژی نوشته شده اند و مدل به صورت عددی با روش تفاضل محدود حل شده است و ارزیابی نتایج با مقایسه اطلاعات تجربی و عددی انجام شده است. به کمک شبیه سازی می توان توزیع رطوبت ، کرنش ، و تنش را در فضا و مکان محاسبه کرد. اختلاف زیادی بین نتایج حاصل از دو چینش به ویژه در شدت تنش که عامل ایجاد ترک است مشاهده شد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Numerical Modeling of Shrinkage of a Ceramic Material in Drying Process

چکیده English

In the present study the phenomenon of drying a clay brick ceramic is analyzed. Strain–Stress equations coupled to heat and mass transfers during drying of deformable two-phase media has been modeled and both 2D and 3D arrangements have been studied. In order to compare the results, two samples with identical compositions are used for both configurations. The material is considered as a two-phase, homogeneous, isotropic, and highly shrinkable medium. The principal equations of the model, because of the shrinkage behavior are written in a Lagrangian formulation. The model is solved numerically by a finite difference method and Validation of results is achieved by comparing the numerical results with experimental data. The model being developed allows the derivation of the time and space moisture contents, strains, and stresses incurred as a result of drying. A significant difference was observed between the results obtained for the two different configurations particularly in intensity of the stress causing cracking

کلیدواژه‌ها English

Drying
Modeling
Simultaneous Heat and Mass Transfer
Strain Analysis
Stress Analysis