۹ نتیجه برای تحلیل حرارتی
شهلا غفاری جباری، شاهین حیدری،
دوره ۱۰، شماره ۴ - ( ۱۰-۱۳۸۹ )
چکیده
چکیده- با توجه به وجود اقلیم های متنوع در ایران، طراحی معماری باید با توجه به شرایط اقلیمی انجام شود؛ این بویژه در شرایطی که شرایط حرارتی بحرانی باشد اهمیت بیشتری داشته و به مهمترین چالش ذهنی معمار تبدیل می شود. اقلیم سرد یکی از اقلیمهای مهمی است که به طراحی خاص نیاز دارد. در این اقلیم فصل تابستان بسیار کوتاه بوده و در بیشتر زمانها دمای محیط در زیر محدوده آسایش قرار دارد. مهمترین مسأله، گرمایش است، زیرا بیشتر زمانها، به افزایش دما تا محدوده آسایش نیاز است. در این مقاله اقلیم سرد وخشک تبریز به عنوان میدان تحقیق انتخاب و تحلیل حرارتی برای آن انجام شد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که در ماه های آذر تا بهمن همواره باید برای گرمایش از تجهیزات مکانیکی فعال در کنار تجهیزات غیر فعال استفاده شود. در ماه اسفند در طول روز به جز ساعات ظهر نیز همواره به استفاده از تجهیزات مکانیکی نیاز است. این نیاز در ماه های فروردین و اردیبهشت در محدوده دماهای حداقل به چشم می خورد.
وحید زال، حسن مسلمی نایینی، احمدرضا بهرامیان، هادی عبداللهی، امیرحسین بهروش،
دوره ۱۵، شماره ۱۱ - ( ۱۱-۱۳۹۴ )
چکیده
در این مقاله به بررسی تاثیر دمای فرآوری و تولید بر روی خواص الاستیک و ویسکوالاستیک نظیر مدول ذخیره، ضریب دمپینگ و مدول اتلاف کامپوزیت های زمینه پی وی سی تقویت شده با الیاف شیشه بافت مسطح پرداخته شده است. برای این منظور نمونه های کامپوزیتی در سه دمای ۱۶۰، ۲۰۰ و ۲۳۰ درجه سانتیگراد به روش انباشت لایه ها و با چیدمان ۱۰[۰/۹۰]، تولید شده است. این نمونه ها در ابتدا مطابق استاندارد ASTM D۷۹۰-۰۷، تحت آزمون خمش سه نقطه ای قرار گرفته و استحکام و مدول خمشی الاستیک آنها با سه تکرار بدست آمده است. در ادامه با استفاده از آزمون تحلیل حرارتی مکانیکی دینامیک (آزمون DMTA) در حالت خمش سه نقطه ای، خواص ویسکوالاستیک نمونه ها در بازه دمایی ۲۵ تا ۲۲۰ درجه سانتیگراد استخراج شده و اثر دما و بارگذاری دینامیکی بر روی خواص محصولات بررسی و تعیین شده است. همچنین با استفاده از تصاویر میکروسکوپ نوری، به بررسی اثر کیفیت آغشتگی محصولات بر خواص حرارتی و دینامیکی نمونه ها پرداخته شده است. در انتها نتیجه گرفته شد که مطابق آزمون DMTA، (همانند آزمون خمش استاتیکی)، دمای ۲۳۰ ᵒC به عنوان دمای مناسب برای آغشتگی با کیفیت بالای الیاف شیشه با زمینه پی وی سی بدست می آید و این آزمون معیار مناسبی برای تعیین شرایط فرآوری کامپوزیت های زمینه پی وی سی است. همچنین مشاهده شد که افزایش دمای تولید تا ۲۳۰ ᵒC ، مدول ذخیره نمونه ها را افزایش می دهد، درحالیکه اثری بر روی دمای انتقال شیشه ای محصولات ندارد.
مجتبی محرابی، مهدی محمدی مهر، محمدرضا فاتحی، علی قربان پور آرانی،
دوره ۱۷، شماره ۸ - ( ۸-۱۳۹۶ )
چکیده
در مقاله حاضر، تحلیل حرارتی چرخ‌دنده‌های مخروط مارپیچ استفاده شده در جعبه دنده اصلی بالگرد – متعلق به شرکت هواپیماسازی ایران- بررسی میشود. ابتدا ضمن معرفی ویژگی‌های هندسی چرخ‌دنده‌ها، مبانی روانکاری و تحلیل حرارتی بر اساس استانداردهای موجود در طراحی چرخ‌دنده‌ها از جمله استاندارد آگما بررسی شده و پس از آن جهت تشکیل مدل اجزاء محدود، شرایط اولیه و مرزی آن با تعیین ویسکوزیته روغن و پس از آن محاسبه ضریب اصطکاک، ضرایب انتقال حرارت جابه‌جایی و هدایت بر اساس مدل‌های تجربی و تحلیلی چرخ‌دنده‌های مخروط مارپیچ مشخص میشود. لازم به ذکر است که هدف از تهیه مدل المان محدود در کار حاضر، کاهش خطای مربوط به محاسبات پیچیده تحلیلی و دستی ضمن افزایش سرعت حل مسأله میباشد. تاثیر عوامل مختلف، از قبیل افزایش دمای لحظه‌ای و تاثیر دمای اولیه بر آن، تنش‌های تماسی و شارهای حرارتی، مقایسه اثرات انواع روانکارهای معدنی بر کاهش دما و عمر خستگی جعبه دنده بررسی می‌شوند. نتایج حاصل از کار حاضر نشان خواهند داد که افزایش دمای لحظه‌ای به صورت خطی تابعی از دمای اولیه میباشد، بطوری که دمای لحظه‌ای سیستم نسبت به دمای اولیه شروع به کار آن ۵۶ درجه سانتیگراد افزایش خواهد داشت. همچنین همچنین نتایج نشان می‌دهد که حضور انواع روانکارهای معدنی علاوه بر آن‌که موجب کاهش سطوح تماس فلز با فلز و ضریب اصطکاک میشود، نقش به‌سزایی در خنک‌کاری چرخدنده و افزایش بیش از اندازه دما درون آن ایفا می‌کند، بدین صورت که استفاده از روانکارهای معدنی در سیستم سبب خواهد شد که دما از ۹۰ درجه سانتیگراد تجاوز نکند.
خسرو لاری، محمد غلامیان، عمید پورامینایی، عماد جمعه زاده،
دوره ۱۷، شماره ۹ - ( ۹-۱۳۹۶ )
چکیده
استفاده از کامپوزیت‌های پایه پلیمری تا به امروز رشد روز افزونی داشته است. کامپوزیت‌ها به علت خواص مکانیکی، شیمیایی و فیزیکی خاص، کاربرد زیادی دارند؛ اما احتراق ذاتی این مواد و عدم استحکام آنها در دماهای بالا بویژه هنگام مواجهه با آتش یکی از چالش‌های استفاده کامپوزیت در صنایع است. زمانیکه کامپوزیت‌ها در معرض آتش می-گیرند، ماتریس کامپوزیت همراه با آزادسازی گرما، دود، ذرات دوده و بخارات سمی تجزیه میشود. در اثر تاثیر آتش بر سازه کامپوزیتی فرآیندهای حرارتی متعددی از جمله رسانایی حرارتی در سازه، تجزیه شدن رزین و تولید و خروج گازهای فرار از کامپوزیت رخ می‌دهد. هدف از این تحقیق، بررسی تاثیرات آتش بر سازه‌های کامپوزیتی میباشد. تحلیل مقاومت کامپوزیت در برابر آتش، تعیین میزان و مدت زمان دوام آوردن کامپوزیت در برابر آتش و همچنین بررسی اثرات تنش حرارتی ایجاد شده در سازه کامپوزیتی نیازمند تحلیل ترکیبی حرارتی-مکانیکی کامپوزیت میباشد. جهت تحلیل مساله در این پژوهش از نرم افزار آباکوس استفاده شده است. مدل مناسب جهت تحلیل بخش‌های حرارتی و مکانیکی مساله با توجه به معادلات حاکم، توسعه یافته و از طریق زیرروال‌های موجود در نرم افزار آباکوس در این نرم افزار وارد میشود. مدل حرارتی-مکانیکی با نتایج موجود در مطالعات معتبر، اعتبار سنجی شده و در نهایت این مدل، جهت تحلیل حرارتی-مکانیکی یک سازه کامپوزیتی استوانه‌ای تحت تاثیر آتش مورد استفاده قرار می‌گیرد. نتایج نشان دادند که با تخمین زمان شکست کامپوزیت، می‌توان میزان نیروی قابل تحمل توسط سازه را در شرایط مختلف تاثیر آتش بر سازه، تعیین نمود.
احسان مهرابی گوهری، میلاد محمدی، مصطفی نوذری، حسین باقرپور،
دوره ۱۹، شماره ۶ - ( ۳-۱۳۹۸ )
چکیده
جوشکاری با پرتولیزر، یکی از فرآیندهای تولیدی مهم برای اتصال ورق‌ها در صنعت خودروسازی است. در این پژوهش برای نخستین بار فرآیند جوشکاری لیزر پالسی اتصال غیرهم‌جنس فولاد زنگ‌نزن به فولاد کم‌کربن شبیه‌سازی شده است. برای این منظور در ابتدا با استفاده از روش المان محدود و تعریف دقیقی از منبع حرارتی، تحلیل حرارتی صورت گرفت که در نتیجه آن پروفیل دمایی و ابعاد منطقه ذوب به دست آمده است. سپس تحلیل مکانیکی، انجام و نتایج تحلیل حرارتی به‌صورت تاریخچه در المان‌های مکانیکی ذخیره شد تا شرایط حرارتی مواد به دست آید. در نتیجه این تحلیل، کرنش الاستیک و پلاستیک و همچنین میزان تنش پسماند به دست آمد. نتایج حاصل نشان می‌دهند که فولاد کم‌کربن به‌دلیل ضریب هدایت حرارتی بالاتر حین سردشدن، حرارت بیشتری را از خود عبور می‌دهد و همچنین فولاد کم‌کربن به‌دلیل تنش تسلیم بالاتر در انتها تنش پسماند بیشتری را در خود ذخیره می‌کند. برای اعتبارسنجی نتایج دو ورق فولاد زنگ‌نزن ۳۰۴ در آزمایشگاه، با پارامترهای مشخص مشابه با مدل شبیه‌سازی‌شده متجانس توسط فرآیند جوشکاری لیزری جوش داده شدند. مقایسه نتایج به‌دست‌آمده از مدل آزمایشگاهی با مدل شبیه‌سازی‌شده تطابق بسیار خوبی را نشان می‌دهد.
دوره ۱۹، شماره ۶ - ( ۹-۱۳۹۸ )
چکیده
در این پژوهش ابتدا یک ساختمان نمونه ۱۵ طبقه با سیستم سازه‌ای قاب خمشی فولادی با دهانه‌های بلند و با ارتفاع طبقات ۲/۳ متر و ابعاد پلان ۹/۳۱ × ۴/۲۹ متر مربع با استفاده از مقررات ملی ساختمان ایران برای بارهای ثقلی و جانبی مرسوم طراحی میشود. در ادامه بحرانی‌ترین قاب این سیستم به صورت دو بعدی در نرم‌افزار OpenSees مدل‌سازی شده و سپس سناریوهای مختلف آتش‌سوزی، خرابی پیش‌رونده ناشی از فروریزش تیرهای اصلی و حذف ستون‌ها بر این قاب اعمال میشود. برای انجام تحلیل‌های حرارتی از منحنی آتش استاندارد و تحلیل‌های غیرخطی استفاده میشود. نتایج نهایی پژوهش حاکی از آن است که تیرها تحت اثر آتش‌سوزی تا دمای حدود ۴۰۰ درجه سانتیگراد، تغییرشکل زیادی نداشته‌اند. اما پس از این دما با کاهش سختی و مقاومت فولاد، تغییرشکل تیرها به سرعت افزایش یافته است، به طوری که در دمای حدود ۵۰۰ تا ۶۰۰ درجه سانتیگراد، دچار تغییرشکل زیادی شده و خراب شده‌اند. نسبت تقاضا به ظرفیت اسمی تیرها (DCRnom) از همان لحظات ابتدایی آتش‌سوزی افزایش یافته که بیشترین افزایش آن در دمای حدود ۳۵۰ تا ۴۰۰ درجه سانتیگراد اتفاق افتاده است. همچنین با فروریزش تیر اصلی یک طبقه، ستون‌ها در دهانه‌ی آتش‌سوزی تا دمای ۵۰۰ درجه سانتیگراد مقاومت کرده‌اند. اما در دماهای بالاتر، در محدوده‌ی ۶۰۰ تا ۸۰۰ درجه سانتیگراد، این ستون‌ها مقاومت خود را از دست داده‌اند. در سناریوهای حذف ستون در طبقات اول و هفتم، تیرها به ترتیب تحت اثر بارهای ثقلی و در دمای ۴۰۰ درجه سانتیگراد مقاومت خود را از دست داده که نشان‌دهنده آن است که خرابی ستون‌ها نسبت به تیرهای اصلی شرایط بحرانی‌تری ایجاد کرده است.
ایمان ویسی خانقاهی، مهدی فکور، مهران شهریاری،
دوره ۱۹، شماره ۸ - ( ۵-۱۳۹۸ )
چکیده
در این مقاله به منظور به حداقل رساندن میزان توان مصرفی زیرسیستم کنترل حرارت ماهواره با در دست داشتن مدل هندسی و شرایط و پارامترهای مداری به طراحی جانمایی بهینه زیرسیستم‌های ماهواره براساس الزامات حرارتی و کنترلی پرداخته میشود. از آنجایی که تمام زیرسیستم‌های ماهواره در بازه دمایی معینی می‌‌توانند عمل نمایند در اینجا با لحاظ تلفات حرارتی هر زیرسیستم و بارهای حرارتی اعمالی بر هر وجه ماهواره در شرایط مختلف مداری با جانمایی بهینه اجزا و زیرسیستم‌های ماهواره طرح پیکره‌بندی مناسب حاصل خواهد شد که در آن الزامات حرارتی زیرسیستم‌ها با درنظرگرفتن توزیع دما در درون ماهواره تا حد امکان ارضا میشود. در نهایت، با توجه به اینکه هدف اصلی از این جانمایی تامین توان حرارتی است، براساس نتایج به‌دست‌آمده علاوه بر اینکه قید سیستمی بودجه توانی ارضا شده، توان زیرسیستم کنترل حرارت به میزان ۶۶% کاهش پیدا کرده است. برتری این روش در این است که با رعایت طرح جانمایی حاصل، مدلی به دست خواهد آمد که نیاز به زیرسیستم کنترل حرارت با پیچیدگی کمتر و توان محدودتری دارد و در نتیجه علاوه بر اینکه جرم ماهواره کاهش می‌یابد، قابلیت اطمینان ماهواره نیز افزایش خواهد یافت. همچنین نظر به اهمیت تامین پایداری ماهواره، الگوریتم جانمایی و بهینه‌سازی به گونه‌ای تعریف میشود که الزامات کنترل وضعیت نیز در کنار الزامات حرارتی در این جانمایی رعایت شود.
علی‌اکبر شامی، سیدابراهیم موسوی‌ترشیزی، علی جهانگیری،
دوره ۲۰، شماره ۲ - ( ۱۱-۱۳۹۸ )
چکیده
لوله‌های سوپرهیتر از بحرانی‌ترین اجزای بویلرهای نیروگاهی هستند. آنها به دلیل شرایط بهره‌برداری سخت (قرارگرفتن در دما و فشار بالا در طولانی‌مدت)، در معرض خرابی‌هایی مانند خزش و اورهیت‌شدن قرار دارند. بنابراین تشخیص علت این خرابی‌ها و جلوگیری از آنها بسیار مهم است. بررسی گزارش خرابی‌ها در یک نیروگاه ۳۲۰مگاواتی نشان می‌دهد که بیشتر گسیختگی لوله‌ها در یک ناحیه خاص در سوپرهیتر پلاتن (سوپرهیتر تشعشعی) متمرکز است. بررسی لوله‌های گسیخته‌شده نشان می‌دهد که دمای لوله‌ها در این منطقه بیشتر از دمای سایر نواحی لوله‌های سوپرهیتر پلاتن است. برای اثبات بالاتربودن دما در نقطه شکست از سه روش متالوگرافی، اندازهگیری ضخامت لایه اکسیدی داخل لوله و تحلیل حرارتی به روش دینامیک محاسباتی سیال استفاده شد. هر سه روش نتایج یکسانی را ارایه می‌کنند. نتایج بررسی‌ها این اختلاف دمای قابل توجه را تایید می‌کند و نشان می‌دهد که افزایش دمای موضعی در لوله‌های آسیب‌دیده ناشی از طول بیشتر این لوله‌ها است که منجر به کمترشدن دبی بخار عبوری از آنها از یک طرف و جذب حرارت بیشتر به دلیل بیشتربودن سطوح حرارتی آنها است.
سهیل نخودچی، کیومرث شاکرمی، هادی سلماسی،
دوره ۲۴، شماره ۲ - ( ۱۱-۱۴۰۲ )
چکیده
اینکونل۷۱۸ به دلیل خواص مکانیکی فوق‌العاده در طیف گسترده‌ای از صنایع نفت و گاز، هستهای، هوایی و ... استفاده میشود. استفاده از روش ساخت افزایشی جهت تولید قطعات با سرعت در حال افزایش میباشد. با توجه به محدودیتهای ابعادی که در ساخت قطعات به روش ساخت افزایشی وجود دارد این قطعات در کاربردهای متفاوت باید به سایر قطعات به کمک روشهای مرسوم اتصالدهی مانند جوشکاری متصل شوند. در این تحقیق به تحلیل حرارتی جوشکاری پلاسما یک ورق اینکونل ۷۱۸ ساخته شده به روش ذوب لیزری انتخابی با استفاده از نرم افزار آباکوس پرداخته میشود. حرارت ورودی با توزیع گوسی توسط زیر برنامه دیفلاکس با زبان برنامه نویسی فرترن به مدل وارد گردید. جهت اعتبار سنجی مدل حرارتی، اندازهگیری دما حین انجام فرآیند جوشکاری با استفاده از ترموکوپلانجام گرفت و تطابق نسبتا مناسبی بین نتایج آنالیز حرارتی عددی و تجربی مشاهده شد. بررسیهای میکروساختار توسط میکروسکوپ نوری بر روی نمونههای جوشکاری شده صورت گرفت و ریزساختار فلز پایه، ذوب و منطقه متاثر از حرارت مورد بررسی قرار گرفت. ساختار دندریتی در ناحیه جوش و رخ دادن تبلور مجدد در ناحیه متاثر از حرارت مشهود بود. نتایج آزمون کشش نشان داد که نمونه بدون جوش دارای حد تسلیم و شکلپذیری بالاتری است.
