۲۱ نتیجه برای کاویتاسیون
دوره ۸، شماره ۳۰ - ( ۴-۱۳۹۰ )
چکیده
چکیده
در این تحقیق تأثیر هم زمان امواج فراصوت و حرارت بر غیرفعال ساختن آنزیم پکتین متیل استراز در آب پرتقال مورد بررسی قرارگرفت. به این منظور آب پرتقال تازه در چهار دمای ۵۰، ۶۰، ۷۰ و ۸۰ درجه ی سانتی گراد به مدت ۱۰، ۱۵، ۲۰، ۲۵ و ۳۰ دقیقه در معرض امواج فراصوت با سطوح انرژی متفاوت و فرکانس ثابت kHz۳۰ قرار داده شد و سپس فعالیت باقیمانده ی آنزیم پکتین متیل استراز اندازه گیری گردید. نتایج حاصله نشان داد که امواج فراصوت و دما با یکدیگر اثر هم افزایی داشته؛ به طوری که استفاده هم زمان فراصوت و حرارت منجر به غیر فعال شدن بیشتر آنزیم گردید. با این وجود محاسبات سینتیکی و ثابت سرعت واکنش مشخص ساخت که افزایش دما از شدت کاویتاسیون کاسته و سهم امواج فراصوت در تخریب آنزیم را کم می کند. از سوی دیگر نتایج بررسی تأثیر سطح انرژی امواج بر روی غیر فعال شدن آنزیم نشان داد که با افزایش شدت موج میزان از بین رفتن آن افزایش و سپس کاهش می یابد. در این مقاله این تغییرات با استفاده از پارامترهای فعال سازی ΔH# و ΔS# بررسی شده و مکانسیم اثر تخریبی امواج فراصوت بر روی آنزیم پکتین متیل استراز توضیح داده می شود.
دوره ۸، شماره ۳۲ - ( ۷-۱۳۹۰ )
چکیده
چکیده
روغن دانه انار ارزش تغذیه ای بالایی داشته و غنی از ترکیبات مختلف می باشد و کاربردهای زیاد در صنایع خوراکی، دارویی و بهداشتی دارد. در این پژوهش تأثیر امواج پرقدرت فراصوت در فرکانس ۲۰ کیلوهرتز بر راندمان استخراج روغن از دانه انار مورد بررسی قرار گرفت. تیمارهای مورد مطالعه، شامل روش استخراج روغن در ۲ سطح (استخراج با حلال باکمک فراصوت و استخراج با حلال بدون فراصوت)، زمان فرایند در ۳ سطح (۳۰، ۴۵ و۶۰ دقیقه) و روش آماده سازی و پیش فراوری دانه ها در ۶ سطح (آسیاب، خیساندن و آسیاب، صوت وآسیاب، خیساندن وصوت وآسیاب، آسیاب و صوت و آبگیری، خیساندن وآسیاب و صوت و آبگیری) بودند. نتایج آزمایشات نشان داد که در بین دو روش مورد بررسی، استخراج با امواج فراصوت بدون این که تأثیری بر ترکیب اسید های چرب و مقدار کمی آنها داشته باشد، بازده استحصال بیشتری را بدست داد. همچنین آماده سازی دانه با آب گرم و فراصوت بازده استخراج روغن را به طور معنی داری افزایش داد. افزون بر این مشخص گردید که در حضور امواج فراصوت زمان استخراج به ۳۰ دقیقه کاهش یافت.
عبدالحسین دارمی زاده، محمد رضا انصاری،
دوره ۱۳، شماره ۵ - ( ۵-۱۳۹۲ )
چکیده
چکیده- هدف از این مقاله توسعه یک روش عددی برای شبیه سازی پدیده انفجار زیر سطحی با یک مدل دو سیالی است. مدل دو سیالی پنج معادله ای کاپیلا و معادلات حالت گاز ایده آل برای فاز گاز و استیفند گاز برای فاز مایع انتخاب شد. برای شبیه سازی ناحیه های کاویتاسیون با فشار کم از مدل اصلاح شده کاویتاسیون اشمیت استفاده شد. روش عددی گودونوف و حلگر ریمن HLLC برای مدل دوسیالی در حالت دوبعدی توسعه داده شد. نتایج عددی حاصله و مقایسه کیفی آنها با نتایج آزمایشگاهی در دسترس، بیانگر توانایی مدل در پیش بینی رفتار پیچیده فیزیک انفجار زیر سطحی و اثرات متقابل آن با سطح آزاد است. نتایج حاصله همچنین بیانگر عملکرد خوب و بدون نوسان عددی در شبیه سازی نواحی با کاویتاسیون در حالت دوبعدی است.
مرتضی بهبهانی نژاد، مازیار چنگیزیان،
دوره ۱۳، شماره ۶ - ( ۶-۱۳۹۲ )
چکیده
در این مقاله یک روش رتبه کاسته ی کارآ جهت پیش بینی رفتار جریان غیردائم کاویتاسیون جزئی ارائه شده است. در این راستا جریان پتانسیل غیر دائم همراه با کاویتی با استفاده از روش المان مرزی تحلیل گردیده است. کاویتاسیون جزئی بر اساس روش غیرخطی جزئی با شبکه ی ثابت همراه با برخی اصلاحات مدل شده است. روش رتبه کاسته ی ارائه شده بر مبنای مقادیر ویژه می باشد. بدین منظور، الگوریتم تکراری محاسبه ی مرز کاویتی که به صورت متداول جهت تعیین مرزهای کاویتی مورد استفاده قرار می گیرد، به طور بهینه ای حذف شده است. بر پایه روش های مذکور، تحلیل ویژه و مدل سازی رتبه کاسته جریان غیر دائم بر روی NACA ۱۶-۰۰۶ انجام گرفته است. دقت و کارایی مدل ارائه شده با بررسی حالت های مختلف مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. مقایسه ی نتایج بین الگوریتم پیشنهادی و روش های متداول بیانگر کارکرد روش پیشنهادی با دقت مطلوب می باشند. در نهایت نشان داده شده که مدل رتبه کاسته پیشنهادی از لحاظ زمان محاسباتی بسیار بهینه تر از روش متداول در تحلیل جریان غیر دائم کاویتاسیون جزئی بر روی هیدروفویل ها عمل می نماید.
محمد رضا باقری، حمید مهدیقلی، محمد سعید سیف،
دوره ۱۴، شماره ۵ - ( ۵-۱۳۹۳ )
چکیده
در این مقاله هیدرودینامیک و نویز پروانه مغروق به شیوه عددی و تجربی مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. به منظور دستیابی به شرایط شروع و توسعه کاویتاسیون تحلیل عددی جریان به شیوه حجم محدود در سرعتهای چرخشی متنوع مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین تست هیدرودینامیکی مدل پروانه در تونل کاویتاسیون انجام و با نتایج تحلیل عددی مقایسه شده است. در بخش بعدی نتایج گرفته شده در بخش اول به عنوان ورودی جهت استخراج سطوح فشار صوت با استفاده از معادلات فاکس ویلیامز و هاوکینگز در میدان دور استفاده می¬شود. به طور مشابه نویز این مدل نیز در تونل کاویتاسیون توسط دو هیدروفون اندازه گیری شده و با نتایج عددی مقایسه گردیده است. شرایط شروع و توسعه کاویتاسیون از طریق افزایش دور پروانه در فشار ثابت و افت فشار در تونل در دور ثابت ایجاد و اثرات تغییر شرایط بر نویز پروانه مورد مطالعه قرار گرفته است. سیگنالهای ثبت شده با استفاده از روابط پهنه باند یک- سوم اکتاو برای دو هیدروفون و در شرایط عملکردی مختلف آنالیز و مقایسه شده است. مطالعات صورت گرفته در هر دو قسمت انطباق قابل قبولی میان نتایج عددی و تجربی هیدرودینامیک و نویز پروانه را نشان می¬دهد.
پوریا اکبرزاده، ابراهیم اکبرزاده،
دوره ۱۴، شماره ۸ - ( ۸-۱۳۹۳ )
چکیده
تحلیل و شبیهسازی عددی جریانهای کاویتاسیون بهدلیل ظهور و کاربرد آن در صنایع دریایی، توربوماشینهای آبی، هیدروفویلها، اجسام زیرسطحی و غیره از اهمیت ویژهای برخوردارند. به همین دلیل در این تحقیق اثر دمش روی رفتار هیدرودینامیکی جریانهای کاویتاسیونی عبوری از هیدروفویلها بررسی شده است. روش حجم محدود جیمسون و روش پیششرط توانی به همراه مدل تکفازی کاویتاسیون (مدل باروتروپیک) برای تحلیل جریان کاویتاسیونی استفاده شده است. پایداری حل بهکمک جملات اتلافی مرتبه دوم و چهارم بهدست آمده است. برای رسیدن به حالت دائم از روش چهار مرحلهای صریح رانگ- کوتا استفاده شده است. با توجه به اینکه غالباً کاویتاسیون در اعداد رینولدز بالا رخ میدهد جهت سهولت در شبیهسازی، معادلات جریان غیرلزج درنظر گرفته شده است. برای اعمال دمش از سطح هیدروفویل، یک جت در سطح فوقانی هیدروفویل قرار داده شده است. پارامترهای محل جت، نسبت سرعت دمش، زاویه دمش و پهنای جت متغیرهای مورد بررسی میباشند. شبیهسازی در دو عدد کاویتاسیون متفاوت صورت گرفته است. نتایج عددی نشان میدهد روش پیششرط توانی سرعت همگرایی را تا حد زیادی افزایش میدهد. دمش باعث کاهش ضرایب برآ و پسای فشاری و طول کاویتی نسبت به حالت بدون دمش میشود. همچنین افزایش نسبت سرعت دمش، زاویه دمش و پهنای جت موجب کاهش طول کاویتی و ضرایب برآ و پسای فشاری میشود.
حبیب رمضان نژاد آزاربنی، منصور درویزه، ابوالفضل درویزه، رضا انصاری،
دوره ۱۵، شماره ۲ - ( ۲-۱۳۹۴ )
چکیده
در این مقاله به مطالعهی رفتار یک ورق مستطیلی ایزوتروپیک از جنس مس و فولاد با شرط مرزی گیردار تحت بار انفجاری مستقر در زیر آب پرداخته شده است. یکی از پدیدههایی که در این فرایند اتفاق میافتد بروز پدیدهی کاویتاسیون است. در زمان کاویتاسیون فشار کل ناشی از انفجار صفر شده و بنابراین معادلات حاکم بر حرکت جسم در زمان قبل و بعد از زمان کاویتاسیون متفاوت خواهد بود. به این علت در بررسی رفتار یک جسم تحت بارگذاری انفجاری زیر آب زمان کاویتاسیون از اهمیت بالایی برخوردار است. برای محاسبهی زمان کاویتاسیون ابتدا معادلات حاکم بر حرکت مستطیلی با رویکرد بکارگیری معادلات انرژی و استفاده از اصل هامیلتون استخراج شده است. سپس به حل دقیق ارتعاشات آزاد ورق به منظور استخراج شکل مدهای ورق پرداخته شده و از این شکل مدها برای حل تحلیلی پاسخ اجباری ورق استفاده شده است. در ادامه با بدست آوردن سرعت ورق در زمان کاویتاسیون و محاسبهی تنش ایجاد شده و مقایسه آن با تنش تسلیم، امکان تشخیص زمان بروز کاویتاسیون در محدودهی -الاستیک یا پلاستیک فراهم میشود. نتایج نشان میدهد که زمان کاویتاسیون از مرتبه میکروثانیه میباشد.
مهدی معرفت، سهراب طهماسبی، محمد رضا انصاری،
دوره ۱۵، شماره ۸ - ( ۸-۱۳۹۴ )
چکیده
کاربرد شناورهای تندرو زیر ابی باعث گردید که محققان زیادی بر روی پدیده سوپرکاویتاسیون مطالعه نمایند. کاویتی ناشی از این پدیده باعث کاهش درگ اصطکاکی و افزایش سرعت شناور میگردد. هدف از تحقیق حاضر ، استخراج ضرائب ،جهت ارائه فرمول بهینه بمنظور محاسبه طول کاویتی اطراف یک جسم شناور همراه با کاویتاتور گوه ای می باشد،که در کاربردهای عملی حائز اهمیت می باشد . بدین منظور شبیه سازی پدیده سوپر کاویتاسیون در اطراف سه جسم با هندسه متفاوت انجام گردیده است. در مرحله اول بمنظور اینکه بتوا ن روش محاسبات، دامنه حل ،تعداد سلولها، مدل ا نتقال جرم و مدل جریان مغشوش را مورد ارزیابی قرار داد، جریان سوپر کاویتی اطراف یک بدنه ا ستوا نه ای با کلاهک نیمکره ای شبیه سازی گردید، و نتایج تحلیلی حاصل شده با نتایج تجربی اعتبار سنجی گردید. در مرحله دوم بمنظور شکل گیری پدیده سوپر کاویتی اطراف گوه، تحلیل جریان در اطراف یک کاویتاتور گوه ای شکل در دو زاویه ۱۵و۴۵ درجه صورت گرفت. در مرحله سوم تحلیل جریان در اطراف یک جسم شناور همراه با کاویتاتور گوه ای انجام پذیرفت. در هر سه مرحله طول کاویتی در اعداد کاویتاسیون مختلف استخراج شد و سپس ضرائب مربوط به را بطه طول کاویتی تعیین گردید وسه را بطه یکسان با ضرائب متفاوت حاصل شد. بوسیله این روابط می توان طول کاویتی را در اعداد کاویتاسیون مختلف محاسبه نمود. جهت شبیهسازی این پدیده از معادلات ناویراستوکس متوسطگیری شده در حالت گذرا استفاده گردید.از روش حجم محدود برای حل معادلات بهره گیری شده است.
حبیب رمضان نژاد آزاربنی، منصور درویزه، ابوالفضل درویزه، رضا انصاری،
دوره ۱۵، شماره ۱۱ - ( ۱۱-۱۳۹۴ )
چکیده
در این مقاله رفتار الاستوپلاستیک یک ورق دایروی ایزوتروپیک از جنس مس، فولاد و آلومینیم مستقر در زیرآب با شرط مرزی گیردار تحت بار انفجاری مورد مطالعه قرارگرفته است.کاویتاسیون از پدیدههای است که ممکن است در فرایند شکلدهی انفجاری ورقها در زیرآب رخ دهد. با صفر شدن فشار کل ناشی از انفجار در زمان کاویتاسیون بر روی ورق، معادلات حاکم بر حرکت ورق در زمان قبل و بعد از زمان کاویتاسیون متفاوت خواهند بود. بهاینعلت در بررسی رفتار یک جسم تحت بارگذاری انفجاری زیرآب زمان کاویتاسیون از اهمیت بالایی برخوردار است. با استفاده از روش انرژی و اصل هامیلتون معادلات حاکم بر حرکت ورق دایروی استخراجشده و سپس با حل دقیق ارتعاشات آزاد ورق شکل مدهای ورق محاسبه شده است. از این شکل مدها برای حل تحلیلی پاسخ اجباری ورق استفادهشده است. در ادامه با بهدستآوردن سرعت ورق در زمان کاویتاسیون و محاسبهی تنش ایجادشده و مقایسه آن با تنش تسلیم، امکان تشخیص زمان بروز کاویتاسیون در محدودهی الاستیک یا پلاستیک فراهم می-شود. با مشخص شدن زمان کاویتاسیون در محدودهی الاستیک یا پلاستیک روابط میدان جابجایی و سرعت تعیین و مقادیر آنها در کل دوره بارگذاری محاسبه میشود. نتایج نشان میدهد که زمان کاویتاسیون از مرتبه میکروثانیه بوده و باتوجه به مقادیر خرج انفجاری و محل استقرار این زمان در محدودهی الاستیک یا پلاستیک رخ می-دهد.
دوره ۱۵، شماره ۸۳ - ( ۱۰-۱۳۹۷ )
چکیده
افزایش تقاضای مصرفکنندگان به محصولات غذایی که با حداقل تغییرات در خصوصیات تغذیهای و حسی، فرآوری شده-اند، زمینه را برای بررسی روشهای نوین فرآوری مواد غذایی فراهم کرده است. هدف از این مطالعه بررسی خصوصیات فیزیکوشیمیایی (اسیدیته قابل تیتر، pH، بریکس، درجهی قهوهای شدن و کدورت)، پارامترهای رنگی و بار میکروبی (تعداد میکروارگانیسم کل، کپک و مخمر) آبپرتقال فرآوری شده با امواج فراصوت (تحت شدت امواج ۳۷ و ۸۰ کیلو هرتز به مدت ۵، ۱۰ و ۱۵ دقیقه) میباشد. نتایج حاصل حاکی از آن بود که فرآوری با امواج فراصوت هیچ تأثیر معنیداری بر روی میزان اسیدیته، pH و مواد جامد محلول نمونههای آبپرتقال نداشته است (۰۵/۰ < P). اختلاف درجهی قهوهای شدن و میزان کدورت بین نمونههای آبپرتقال معنیدار بوده (۰۵/۰ > P) و امواج فراصوت باعث کاهش این دو پارامتر در نمونه-های آبپرتقال گردید. بررسی پارامترهای رنگی نمونههای آبپرتقال نیز نشان داد، که کاهش فرکانس امواج فراصوت و افزایش مدت زمان فرآوری باعث افزایش روشنایی (L*) و کاهش قرمزی (a*) نمونهها شده است. همچنین فرآوری با امواج فراصوت به طور معنیداری باعث کاهش آلودگی میکروبی آبپرتقال گردید (۰۵/۰ > P). با توجه به این نتایج می-توان گفت که کابرد امواج فراصوت در فرآوری آبمیوه علاوه بر کاهش آلودگی میکروبی این محصول غذایی، به طور مؤثری باعث حفظ خصوصیات فیزیکوشیمیایی و حسی این محصول نیز میگردد.
جواد جعفری، محمود پسندیده فرد، مازیار چنگیزیان،
دوره ۱۶، شماره ۷ - ( ۷-۱۳۹۵ )
چکیده
در این مقاله مدلسازی جریان پایای کاویتاسیون گسترده با استفاده از مدل غیرخطی پارهای روش المان مرزی بررسی شده است. شبکه مورد استفاده از نوع ثابت بوده بنابراین قدرت چشمه و دوقطبی روی سطح هر المان و در هر مرحله ثابت میباشد. با توجه به استفاده از مدل غیرخطی پارهای یا فرض ارتفاع کم کاویتی تمامی شرایط مرزی بر روی سطح جسم اعمال شده و هیچگونه محاسباتی بر روی سطح کاویتی انجام نمیگیرد. در این مدل عدد کاویتاسیون مقداری معلوم بوده و طول کاویتی در هر مرحله محاسبه میشود. چنانچه به مرحله ای رسیدیم که مقادیر بدست آمده در دو مرحلهی پیاپی تغییر ناچیزی داشته باشد طول نهایی کاویتی بدست آمده و ادامه حل متوقف میشود. بر پایه این روش، بطور ویژه دو شرط کوتای مورینو و فشاری تکرار شونده بر روی بال با مقطع ناکا ۱۶۰۰۶ به طور کامل مورد بررسی قرار گرفته است. شرط کوتای فشاری تکرار شونده در مقایسه با شرط کوتای مورینو دارای هزینه محاسباتی بالاتری بوده اما از طرفی دارای دقت بالاتری جهت برقراری شرط کوتا میباشد. نشان داده شده است که در مدلسازی جریان کاویتاسیون گسترده مدل کوتای مورینو شرط عدم اختلاف فشار در لبهی فرار را نمیتواند برقرار کند و میبایست از شرط کوتای تکرار شونده استفاده شود. با توجه به اینکه مدل بسته شدن کاویتی از نوع ساده میباشد مقایسه نتایج نشان میدهد این روش دارای دقت بسیار خوبی در پیشبینی رفتار جریان همراه با کاویتاسیون با توجه به هزینه محاسباتی بسیار کم دارا میباشد.
میربیوک احقاقی، محمد وجدی، محمد نمازی زاده، مریم حاجی پور،
دوره ۱۷، شماره ۳ - ( ۳-۱۳۹۶ )
چکیده
پمپهای گریز از مرکز در اکثر صنایع به عنوان قلب سیستم که وظیفه جابجایی سیالات مورد استفاده در آن صنعت را به عهده دارند، به وفور مورد استفاده قرار میگیرند و سهم قابل توجهی در میزان انرژی مصرفی دارند. از اینرو بهبود عملکرد پمپها، مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفتهاست. در این مقاله هدف مطالعه تأثیر پرههای جداکننده دوبل بر عملکرد پمپ در کارکرد با آب به صورت تجربی و عددی میباشد. به منظور بررسی تجربی، سه نوع پروانه مختلف ساخته شدهاست. پمپ با این پروانهها در سلول تست آزمایش شده و منحنی عملکردی آن استخراج گردیدهاست. همچنین با هدف بررسی جریان، پمپ به صورت عددی با نرم افزار سیافایکس شبیهسازی شدهاست. روش عددی حجم محدود به همراه مدل آشفتگی کا-امگا اساستی برای تحلیل عددی مورد استفاده قرار گرفتهاست. نتایج عددی و تجربی همخوانی قابل قبولی داشتند که حاکی از افزایش هد و تغییر ارتفاع مثبت مکشی خالص مورد نیاز به دلیل اضافه کردن پرههای جداکننده دوبل است. حداکثر افزایش هد مربوط به پروانه نوع سوم و برابر با ۶,۳۳ % بدست آمدهاست. از طرفی پروانه نوع سوم باعث کاهش احتمال وقوع پدیده کاویتاسیون میشود، بنابراین پروانه نوع سوم به عنوان بهترین طرح انتخاب میشود. همچنین مشاهده میشود که در اطراف نقطه طراحی پمپ، تأثیر پرههای جداکننده دوبل بر عملکرد پمپ بیشتر بوده و با انحراف از این نقطه، میزان این تأثیر کاهش مییابد.
محمد میرقوامی، هادی ستوده، سید فرشید چینی، علیرضا ریاسی،
دوره ۱۷، شماره ۱۲ - ( ۱۲-۱۳۹۶ )
چکیده
یکی از روشهای جدید بهرهبرداری از انرژی آبی در رودخانهها و کانالها استفاده از نیروگاههای کوچک مجهز به توربینهای محوری با ارتفاع بسیار کم میباشد. در این پژوهش روند طراحی و شبیهسازی عددی توربین با ارتفاع بسیار کم با توجه به اطلاعات نمونه ساختهشده، ارائه شده است. توربین صنعتی مورد مطالعه قادر به تولید توان۴۵۰ کیلووات در ارتفاع ۲,۶ متر است. برای تولید هندسه توربین، کد محاسباتی با استفاده از ترکیب نرمافزارهای متلب و ایکسفویل توسعه داده شده است. در روند حل، طراحی هیدرودینامیکی اولیه با توجه به معادله اویلر برای چرخهای آبی انجام شده است. در ادامه با توجه به روش کلاسیک طراحی توربوماشینهای محوری و انتخاب هیدروفویل با ضریب برآی مناسب، اطلاعات نهایی هندسی برای مقاطع پره چرخ بهدست آمده است. پس از انتقال هندسه و ایجاد شبکهبندی ساختاریافته در توربوگرید برای گسستهسازی معادلات حاکم، شبیهسازی عددی با استفاده از نرمافزار سیافایکس انجام شده است. نتایج شبیهسازی برای مجموعه توربین شامل چرخ و پرههای راهنما در بازشدگیهای مختلف پرههای چرخ ارائه شدهاند. همچنین نتایج مربوط به امکان وقوع کاویتاسیون در بازشدگیها و دبیهای مختلف بررسی شده است. نتایج بهدستآمده نشان میدهد که استفاده از روش طراحی ارائهشده، راندمان هیدرولیکی را برای نقطه کاری در بازشدگی مبنای طراحی پرههای چرخ به میزان حدود ۸۹ درصد رسانده است. از نظر کاویتاسیون، توربین طراحیشده تنها در دبیهای بالای خارج از نقطه طراحی و در بازشدگیهای مثبت پرههای چرخ دچار کاویتاسیون لبه ورودی میشود و در نقطه طراحی مشکل کاویتاسیون وجود ندارد.
محمدرضا عرفانیان، محمد مقیمان،
دوره ۱۸، شماره ۲ - ( ۲-۱۳۹۷ )
چکیده
در این مقاله جریان سوپرکاویتاسیون گازدهی شده بر روی یک مدل پرتابهای در شرایط پایدار با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی در نرم افزار تجاری سی اف ایکس و بکارگیری مدل آشفتگی کی-اُمگا اس-اس-تی و تکنیک حجم سیال به صورت سهبعدی شبیه سازی شده است. به منظور صحت سنجی مدل عددی، ابعاد کاویتی گازدهی شده حاصل از نتایج شبیهسازی با دادههای آزمایشگاهی موجود، مقایسه و دقت حل عددی مشخص شده است. نتایج عددی نشان میدهد که در یک عدد فرود ثابت و با افزایش ضریب نرخ دمش گاز، ابعاد کاویتی گازدهی شده در ابتدا افزایش یافته و پس از رسیدن به یک مقدار بحرانی تقریباً ثابت میماند. همچنین مشاهده شده است که در کاویتیهای بزرگتر، اثر نیروی جاذبه موجب انحراف قسمت انتهایی کاویتی به سمت بالا میشود. نتایج نشان میدهد که با افزایش ضریب نرخ دمش گاز، الگوی خروج گاز از انتهای کاویتی از حالت جت بازگشتی به حالت گردابه دوقلو تبدیل میشود. تغییرات ضریب نرخ دمش گاز بر حسب طول کاویتی تابعی از عدد فرود جریان کاویتاسیونی بوده و مقدار بحرانی ضریب نرخ دمش گاز بر حسب عدد فرود جریان بهصورت خطی افزایش پیدا میکند.
نوذر اکبری، سعید عزیزی حسنکلو،
دوره ۱۸، شماره ۳ - ( ۳-۱۳۹۷ )
چکیده
در موتورهای دیزل تزریق مستقیم، هندسه نازل به علت تاثیر گذاری روی جریان داخلی، پدیده کاویتاسیون، مشخصات اسپری سوخت و رفتار اتمیزاسیون به عنوان یک موضوع مهم برای تحقق کنترل انتشار گاز است. که برای عمکرد موتورها و تشکیل آلاینده بسیار مهم است. هدف این مقاله بررسی عددی تاثیر پدیده کاویتاسیون روی رفتار اسپری دیزل از قبیل طول نفوذ افشانه و قطر متوسط ساتر است. برای ایجاد پدیده کاویتاسیون و بررسی تاثیر آن روی مشخصات اسپری سوخت از دو انژکتور مشابه با سطح مقطع ورودی نازل متفاوت استفاده شده است و جریان مایع درون آن ها و رفتار اسپری حاصل از آن ها بررسی شده است( این کار با جابجایی نازل روی بدنه انژکتور انجام شده است). برای مش زنی و شبیه سازی و حل معادلات بقا از نرم افزارAVL-FIRE استفاده شده است. نتایج نشان میدهد که با قرار دادن نازل در قسمت پایینتر کیسه انژکتور میزان کسر حجمی فاز بخار افزایش یافته و رشد پدیده کاویتاسیون زیادتر میشود. همچنین نتایج اسپری نشان میدهد که طول نفوذ افشانه برای سوراخ نازل پایین تر افزایش پیدا میکند . نکته قابل توجه این است که تغییر قابل توجهی در اندازه قطرات اسپری برای هر دو انژکتور دیده نمی شود. و مهم تر از همه، طول نفوذ افشانه سوخت با تغییر محل سوراخ نازل انژکتور می تواند کنترل شود.
دوره ۱۹، شماره ۱ - ( ۲-۱۳۹۸ )
چکیده
سرریز نیلوفری شامل سه بخش اصلی تاج دایرهای، شفت قائم همراه با یک زانویی معروف به گلوگاه و مجرای تقریباً افقی است. در بخش زانویی سرریزهای نیلوفری انتظار میرود بدلیل وجود جریان با سرعت بالا که منجر به جداشدگی و افت فشار ناشی از زبری و انحناء میشود، کاویتاسیون اتفاق بیفتد. این موضوع باعث شده است این سازهها یکی از مستعدترین سرریزها برای وقوع کاویتاسیون باشند. در پژوهش حاضر امکانپذیری وقوع کاویتاسیون در زانویی سرریز نیلوفری با مدلسازی عددی با استفاده از نرمافزار Flow۳D مورد بررسی قرار گرفت. مقایسه نتایج مدل عددی با نتایج مدل فیزیکی که در مرکز تحقیقات آب در ایران ساخته شده نشان داد که تطابق مطلوبی بین مدل عددی و مدل فیزیکی وجود دارد. اثر شعاع زانویی بر نتایج فشار در بدنه سرریز نیلوفری در دبیهای مختلف و احتمال وقوع کاویتاسیون با استفاده از شاخص کاویتاسیون در بخش دیگری از این تحقیق مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد تغییر در شعاع زانویی با توجه به تأثیر آن بر انحناءِ خطوط جریان، اثر قابل توجهی بر بهبود یا افزایش خطر کاویتاسیون خواهد گذاشت. نکته قابل توجه این است که تغییر در شعاع زانویی در هر یک از حالتهای رژیم جریان آزاد و رژیم جریان مستغرق دارای رفتارهای متفاوتی است. در رژیم جریان آزاد، افزایش شعاع زانویی خطر کاویتاسیون را تشدید ولی در رژیم جریان مستغرق یا پر بودن مقطع زانویی، افزایش شعاع زانویی خطر کاویتاسیون را کاهش میدهد.
امید یوسفی، مهدی اژدریمقدم، ناصر کیخایی،
دوره ۱۹، شماره ۴ - ( ۱-۱۳۹۸ )
چکیده
بسیاری از سازههای فولادی بهدلیل عوامل محیطی مانند واردشدن بارهای تصادفی، فرسودگی، زنگزدگی و پدیدههایی همچون کاویتاسیون و گذر زمان دچار آسیب میشوند. تخلیهکننده تحتانی سدها یکی از اجزای مهم این سازهها هستند که در معرض مشکلات هیدرولیکی متعددی از قبیل ارتعاش حاصل از کاویتاسیون بوده که باعث ایجاد آسیب در آنها می شود و نیاز به بهسازی و ترمیم دارند. یکی از مصالح نوین برای مقاومسازی استفاده از کامپوزیت پلیمری مسلحشده به فیبرکربن (CFRP) است. در این مقاله به بررسی اثر الیاف CFRP در مقاومسازی دریچه تحتانی تحت بار ارتعاشی حاصل از کاویتاسیون و تاثیر آسیب بر ارتعاش حداکثری با نرمافزار ABAQUS پرداخته شد. بهمنظور مطالعه آسیب بر ارتعاش دریچه، از یک اندازه آسیب که به جلو یا عقب دریچه اعمال شده، استفاده شده است. در نهایت دریچه آسیبدیده با دو لایه الیاف CFRP مقاومسازی شد. نتایج نشان داد که آسیب بهوجودآمده ارتعاش حداکثری را افزایش داده و استفاده از الیاف پلمیری تاثیر بسزایی در کاهش ارتعاش و تنشهای حاصل از فشار کاویتاسیون دارد.
دوره ۱۹، شماره ۵ - ( ۱۰-۱۳۹۸ )
چکیده
- افزایش روز افزون جمعیت به همراه تقاضای بیشتر برای آب در بخشهای کشاورزی و نیرو، رشد سریع ساخت سدها را به همراه داشته است. در این میان افزایش ارتفاع سدها به منظور افزایش ذخیره مخزن و برآورد نیاز آب، موجب افزایش سرعت آب روی سرریزها میگردد که به دنبال آن نیاز به بررسی کاویتاسیون و راهکارهای مقابله و یا کاهش خسارات آن اجتناب ناپذیر میباشد. طبق بررسیهای صورت گرفته در دهههای اخیر سادهترین، اقتصادیترین و مؤثرترین راهکار جهت کاهش و جلوگیری از این آسیبها، تعبیهی هوادهندهها در مکانهای مناسب و وارد نمودن هوا به جریان میباشد. لذا در این تحقیق بااستفاده از ۱۲۰۰ داده تجربی حاصل از ۹۰ آزمایش صورت گرفته توسط Pfister (۲۰۰۷) رابطهای جهت تعیین روند خروج هوا از جریان تحت شرایط فشار حفره صفر و ضریب همبستگی بیش از ۸۴/۰ به عنوان تابعی از طول بیبعد شدهی جت جریان با استفاده از تحلیل رگرسیونی ارایه شده است که با توجه به سادگی با دقت مناسب میتواند در تعیین فاصله بین هوادهها بر اساس حداقل میزان غلظت هوای بستر مورد استفاده قرار گیرد. نتایج مطالعه حاضر با فواصل مربوط به هوادههای سرریز سد آزاد بر اساس غلظت هوای بستر مینیمم مورد بررسی قرار گرفته است.
بهنام افشاری، محمود رستمی ورنوسفادرانی،
دوره ۱۹، شماره ۷ - ( ۴-۱۳۹۸ )
چکیده
مدلسازی پدیده کاویتاسیون در سیستم رانش واترجت بهدلیل اثرات مخرب و ماهیت دو فازی و پیچیده آن یکی از بزرگترین چالشهای مهندسی و مدلسازی عددی است. از آنجایی که مطالعه این پدیده بهصورت آزمایشگاهی در تونل کاویتاسیون مستلزم هزینههای فراوان است. بنابراین در این پژوهش با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی وقوع کاویتاسیون در یک واترجت جریان محوری شبیهسازی شد. مقدار هد، گشتاور و رانش براثر کاویتاسیون و همچنین بدون درنظرگرفتن کاویتاسیون در سه مقدار از دبی جریان به دست آمد. نتایج بهدستآمده تطابق خوبی با مقادیر آزمایشگاهی داشتند. یکی از مطالعات جدید در این پژوهش بررسی الگوی تشکیل حبابهای کاویتاسیون در نوک پره روتور و قسمت مکش آن است. مدلسازی عددی یکبار برای روتور و استاتور و یکبار برای روتور بدون درنظرگرفتن استاتور انجام شده است. حل عددی با استفاده از شبکه ساختاریافته، دستگاه مرجع چرخان، دامنه پریودیک، بهصورت پایا و با استفاده از مدل توربولانسی SST انجام شده است.
دوره ۲۰، شماره ۱۳۷ - ( ۴-۱۴۰۲ )
چکیده
نشاسته فراوانترین کربوهیدرات موجود در دانه حبوبات است. از طرف دیگر نشاسته حبوبات طبیعی به دلیل ماهیت غیر واکنشی و نامحلول بودن در آب سرد، کاربرد محدودی در صنایع غذایی دارد. نشاسته حبوبات طبیعی را میتوان با روشهای شیمیایی، فیزیکی و آنزیمی اصلاح کرد. نشاسته حبوبات اصلاحشده به دلیل خواص عملکردی بهبودیافته در صنایع غذایی اهمیت پیدا کردند. فراصوت یکی از روشهای فیزیکی اصلاح نشاسته است که در این مقاله موردبررسی قرار میگیرد. همچنین فراصوت بهطور فزایندهای برای اصلاح فیزیکوشیمیایی سیستمهای غذایی بهعنوان یک فناوری سبز استفاده میشود. هدف از این مطالعه بررسی اثر تیمار فراصوت (حمام-پروب) بر ویژگیهای عملکردی، رئولوژیکی، حرارتی، مورفولوژی و ساختار کریستالی نمونههای نشاسته اصلاحشده میباشد. تغییر در خواص نشاسته اصلاحشده فراصوت عمدتاً به دلیل دپلیمریزاسیون زنجیرههای آمیلوز و آمیلوپکتین است. پس از تیمار فراصوت، وزن مولکولی، ویسکوزیته و بلورینگی کاهش مییابد؛ بنابراین میتوان نتیجه گرفت که فراصوت بهعنوان فناوری جایگزین برای اصلاح خواص نشاسته حبوبات است.