مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بهبود مدلسازی و شبیه سازی تغییر شکل در فرآیند خشک شدن

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری
2 دانشیار هیات علمی- دانشگاه بیرجند
چکیده
فرایند خشک شدن نقش مهمی در تولید بسیاری از مواد صنعتی مانند کاشی، آجر، سفال و . . . دارد. کیفیت محصولات خشک شده به شدت تحت تاثیر فرآیند خشک شدن است. هدف کار حاضر شبیه سازی فرآیند خشک شدن جابجایی یک سرامیک با استفاده از مدل نفوذ و با در نظر گرفتن تغییرات خواص فیزیکی و مکانیکی ماده مانند مدول یانگ و ضریب انقباض نسبت به رطوبت است. در این مطالعه فرایند خشک شدن در حالت دو بعدی و سه بعدی مورد بررسی قرار گرفته است. مدل به صورت عددی و با روش المان محدود حل شده است. اختلاف زیادی بین مقادیر تنش‌های خشک شدن در حالت دو بعدی و سه بعدی مشاهده شده است. ارزیابی نتایج با مقایسه اطلاعات تجربی و عددی انجام شده است. اثر تغییرات مدول یانگ در طول فرایند مورد بررسی قرارگرفته است. مشاهده شده است که تغییرات مدول یانگ به شدت بر مقدار تنش های خشک شدن موثر است. با توجه به نتایج حاصله نمی‌توان هیچ یک از روش های شبیه سازی با مدول یانگ ثابت و متغیر را به عنوان روش ایمن تر در پیش بینی ترک معرفی کرد. همچنین مشاهده شده است که در نظر گرفتن تغییرات مدول یانگ در مکان وقوع تنش ماکزیمم تاثیری ندارد اما باعث تاخیر در زمان وقوع آن می شود.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Modeling Enhancement and Simulation of Distortion in Drying Process

نویسندگان English

Mohsen Heydari 1
Khalili Khalili 2
چکیده English

Drying of porous materials is a critical step in the production of many products such as ceramics, brick and tile. Quality of dried product is severity influenced by drying processes. The aim of the present work is modeling of convection drying of a ceramic by using diffusion model. Material properties changes such as Young's modulus and shrinkage factor to moisture content are considered in simulation. Both two and three dimensional configurations have been investigated. The model is solved numerically by a finite element method. A significant difference was observed between the results obtained for the two different configurations particularly in the intensity of the drying-induced stresses. Validation of results is achieved by comparing the numerical and experimental results. The effect of Young's modulus variation has been investigated. It was observed that drying-induced stresses are highly affected by Young's modulus variations. According to the results, none of the simulation methods, cannot be regarded as a safer method in crack prediction. The changes in Young's modulus, Has no effect on the location of maximum stress However, delays in the timing of it.

کلیدواژه‌ها English

Drying
Simultaneous Heat and Mass Transfer
Stress Analysis
Strain Analysis