فهرست مطالب
فصلنامه مکانیک هوافضا
سال چهارم شماره 1 (پیاپی 11، بهار 1387)
- 86 صفحه، بهای روی جلد: 20,000ريال
- تاریخ انتشار: 1387/02/17
- تعداد عناوین: 7
-
-
صفحه 1یاتاقان های گازی به طور وسیعی در کاربردهای مدرن صنعتی، بخصوص کاربردهایی که یاتاقان های معمولی روغنی و بلبرینگ ها نمی توانند عمل کنند، به کار گرفته می شوند. با وجود مزایای بی شمار، یاتاقان های گازی دارای محدودیت هایی می باشند که از مهمترین آنها کمی ویسکوزیته لایه روانکار، یعنی گاز است که باعث می شود سیستم یاتاقان آمادگی بیشتری برای ناپایداری داشته باشد. از این نظر بررسی پایداری این نوع یاتاقان ها نسبت به یاتاقان های روغنی از اهمیت بیشتری برخوردار است. هدف مقاله حاضر بررسی آثار پارامترهای طراحی، از قبیل زاویه نصب و اندازه یاتاقان بر مشخصه های استاتیکی و دینامیکی سه نوع یاتاقان گازی غیرمدور با استفاده از روش اجزای محدود است. نتایج نشان می دهند که اثر زاویه نصب بر مشخصه های استاتیکی و دینامیکی یاتاقان های گازی دو-لب، در مقایسه با یاتاقان های گازی سه-لب و چهار-لب، بیشتر است. همچنین، اثر پارامتر فوق بر عملکرد یاتاقان های مزبور در تراکم پذیری پایین بیشتر محسوس می باشد. نتایج این بررسی نشانگر آن است که ابعاد یاتاقان های گازی غیرمدور نیز تاثیر به سزائی بر عملکرد آنها دارد.
کلیدواژگان: یاتاقان گازی، اندازه یاتاقان، زاویه نصب، مشخصه های استاتیکی و دینامیکی -
تحلیل تجربی تاثیر یک تولید کننده گردابه بر عملکرد یک دیفیوزر مخروطی مادون صوتصفحه 15با افزایش زاویه واگرایی دیفیوزر مادون صوت و نصب تولید کننده گردابه می توان طول دیفیوزر را کاهش داد. در این فرآیند، معمولا تولید کننده گردابه درون کانال هایی با سطح مقطع ثابت در بالادست دیفیوزر قرار می گیرد که این عمل در نگاه کلی باعث افزایش طول کلی دستگاه می شود. این افزایش طول کلی با توجه به کاربرد این گونه دیفیوزرها در تونل باد، باعث عدم کارایی مناسب آن می شود. در این مقاله، تحلیل تجربی یک دیفیوزر با زاویه واگرایی 14درجه با نصب تولید کننده گردابه درون یک دیفیوزر با زاویه کم، به جای کانال با سطح مقطع ثابت، ارائه شده است. استفاده از این روش طول دیفیوزر را به حدود نصف کاهش داده و عملکرد آن را 20 تا 45 درصد با توجه به میزان عدد رینولدز بهبود بخشیده است. نصب تولید کننده گردابه باعث کاهش 40 درصدی مصرف انرژی برای راه اندازی و ایجاد جریان درون دیفیوزر گردیده است. همچنین، نتایج آزمایش ها نشان می دهد که با افزایش عدد رینولدز عملکرد تولید کننده گردابه تضعیف می شود.
کلیدواژگان: تولید کننده گردابه، دیفیوزر مخروطی مادون صوت، تحلیل تجربی -
صفحه 25در این مقاله، هدف بررسی ناپایداری احتراق در موتورهای توربین گاز از نوع پیش مخلوط است. در ابتدا، مفاهیم اولیه ناپایداری در موتورهای توربین گاز طرح شده و سپس انواع مودهای فرکانس ناپایداری احتراق مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به نتایج به دست آمده از این تحقیق، کاملا مشهود است که در هنگام ناپایداری احتراق، با توجه به نوع پیکربندی محفظه شبیه سازی شده، احتمال تحریک مودهای طولی بسیار بیشتر از مودهای عرضی است. بنابراین، مهمترین مودهای فرکانسی در هنگام ناپایداری احتراق، مود اول و احیانا مود دوم نوسانات طولی است. با توجه به اهمیت مود اول، فقط مود اول فرکانس نوسانات طولی مد نظر قرار داده شده است. برای شبیه سازی ناپایداری احتراق از دیدگاه نوسانات، نسبت تعادل که در واقع یکی از مکانیزم های ناپایداری احتراق در محفظه های موتور توربین گاز می باشد، استفاده شده است. داده های به دست آمده از شبیه سازی با نتایج تجربی موجود مقایسه شده که رضایت بخش است.
کلیدواژگان: ناپایداری احتراق، توربین گاز، ترمواکوستیک، نوسانات نسبت تعادل -
صفحه 39در مقاله حاضر، یک روش بالادست برمبنای مشخصه ها برای تحلیل جریان های تراکم ناپذیر لزج با تصحیح تراکم پذیری مصنوعی ارائه شده است. برخلاف روش های برپایه مشخصه های موجود (CB)، برای جریان های تراکم ناپذیر که با فرض یک بعدی بودن موضعی جریان روابط مشخصه های یک بعدی را مورد استفاده قرار می دهند، در روش پیشنهادی حاضر از ساختار مشخصه های چندبعدی معادلات و مسیرهای واقعی انتشار اطلاعات استفاده می شود. برای اولین بار در این تحقیق، ساختار مشخصه های چندبعدی معادلات تراکم ناپذیر مصنوعی استخراج شده و از آن برای بنا نهادن طرح محاسباتی کاملا چند بعدی برپایه مشخصه ها استفاده شده است. روش جدید MCB [1] در شکل حجم محدود برای گسسته سازی جملات جابه جایی در معادلات ناویر-استوکس مورد استفاده قرار گرفته است. روش پیشنهادی جدید برای شبیه سازی جریان های داخلی و خارجی تراکم ناپذیر مورد استفاده قرار گرفته و نتایج به دست آمده با نتایج سایر روش های مرسوم و داده های موجود در ادبیات فن مقایسه شده است. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که روش جدید ارائه شده در شکل های مرتبه اول و دوم نسبت به طرح های محاسباتی مرسوم CB نتایج دقیق تری را ارائه می دهد. با استفاده از این روش نیازی به اضافه کردن لزجت مصنوعی، حتی در اعداد رینولدز بالا، نمی باشد و روش حل کاملا پایدار است. مزیت چشمگیر دیگر طرح محاسباتی MCB نرخ همگرایی سریع آن در مقایسه با روش CB (که نرخ همگرایی کند آن در ادبیات فن به دفعات ذکر شده) و روش مرکزی می باشد. نتایج به دست آمده با استفاده از طرح MCB مرتبه دوم با نتایج متعدد موجود در ادبیات مورد مقایسه قرار گرفته که در تمامی موارد توافق بسیار خوبی بین آنها مشاهده می شود.
کلیدواژگان: جریان تراکم ناپذیر، تراکم پذیری مصنوعی، معادلات ناویر، استوکس، مشخصه های چند بعدی -
صفحه 55امروزه فرآیند فرزکاری به یکی از پرکاربردترین و متداول ترین شیوه های تولید تبدیل شده است. یکی از اهداف اصلی در فرآیند فرزکاری افزایش قابلیت تولید است. در فرزکاری سرعت بالا با بار جانبی کم، کسر زمان ماشینکاری به زمان تناوب اسپیندل عدد کوچکی است. در فرزکاری با بار جانبی کم دو نوع ناپایداری تشخیص داده شده که ارتعاشات خود برانگیخته کلاسیک یا انشعاب Hopf و دیگری انشعاب Flip ناشی از آثار ضربه ای هنگام ورود و خروج قطعه کار نامیده شده اند. یکی از نیازهای اساسی برای فرآیند فرزکاری سرعت بالا پیش بینی نواحی برش پایدار می باشد. در این تحقیق، هدف اصلی پیاده سازی روش تحلیل المان محدود زمانی اصلاح شده که بتواند اثرات تغییر زاویه مارپیچ را برای یک سیستم ارتعاشی دو درجه آزادی پیش بینی نموده و دالان های پایداری فرآیند فرزکاری را با دقت قابل قبول رسم نماید، می باشد. نتایج حاصل از شبیه سازی گواه این مطلب است که با افزایش زاویه مارپیچ به مقدار ° 30، ناپایداری مربوط به انشعاب Flip کلا از مرز ناپایداری حذف می شود. توسط آزمایش های فرزکاری نتایج حاصل از شبیه سازی بررسی شده و مورد تایید قرار گرفته است.
-
صفحه 69این مقاله به نتایج آزمایش هایی بر روی کمپرسور یک توربین گاز کوچک مولد انرژی الکتریکی می پردازد. این آزمایش ها در هنگام کارکرد کل موتور، یا به عبارتی روی خط عملکرد کمپرسور صورت گرفته اند. مقادیر متوسط زمانی توزیع فشار محوری و محیطی در دورهای مختلف برای هرطبقه کمپرسور اندازه گیری شده اند. فازهای شتاب دهی و کاهش شتاب موتور به فاصله های زمانی معقول با سرعت ثابت موتور در هر کدام تقسیم شده است. لذا، اخذ اطلاعات آزمایشگاهی در حالت عملکرد پایای موتور صورت گرفته است. پارامترهای اندازه گیری شده شامل شدت گذر جرمی هوا، توزیع دما و فشار می باشند. داده های آزمایش ها برای محاسبه توزیع ضریب بار در امتداد محور کمپرسور مورد استفاده قرار گرفته اند. نتایج آزمایش ها نشان می دهند که فشار کل در هریک از طبقات از ناحیه خط مرکزی به سمت پوسته و طوقه کاهش می یابد. از طرفی، تغییرات زیادی در ضریب بار هریک از طبقات در طی فازهای شتاب دهی و کاهش شتاب موتور دیده نمی شود. لیکن، توزیع محوری ضریب بار از ابتدا تا انتهای کمپرسور در محدوده سرعت چرخش موتور حین آزمایش ها افزایش یافته است.
کلیدواژگان: کمپرسور محوری، موتور توربین گاز، توزیع فشار، ضریب بار -
صفحه 75این مقاله به بررسی مدل کامل تیر تیموشنکو بر اساس آثار تغییر شکل برشی می پردازد. برای حل معادلات حاکم، روشی بر اساس نظریه مدل سازی با المان های گسترده- متمرکز پیشنهاد شده است. فرکانس های طبیعی بدست آمده از این روش با نتایج روش چند جمله ای های چبیشف مقایسه و تایید شده است. تاثیر تغییر شکل برشی بر فرکانس های طبیعی تیر دوسر ساده و دوسر گیردار برای قطرهای مختلف مورد بحث قرار گرفته است. بعلاوه، اثر جرم متمرکز و موقعیت آن برای روتورهای دوسر ساده و دوسر گیردار با قطرهای متفاوت بررسی شده است. در حالی که روش جدید به نتایج کاملا دقیقی منجر می شود، سادگی و دقت بالا آن را برای به کارگیری در سیستم های صنعتی مناسب می سازد.
کلیدواژگان: مدلسازی گسترده، متمرکز، تئوری تیر تیموشنکو، تغییر شکل برشی
-
Page 1In spite of numerous attractive features, the gas bearings have some disadvantages, primarily due to its relatively low lubricant viscosity. Gas films provide relatively low damping in comparison to the oil films, which makes the instability more severe in gas bearings. The purpose of the present work is to study the effects of mounting angle, as well as the size of the bearing, on the static and dynamic characteristics of three types of non-circular bearings. It is found that the effect of the mounting angle is more significant in two lobe bearings, in comparison with the three- and four-lobe ones. It is also noted that the size of the bearings has significant effect on their behavior.Keywords: Gas Bearing, Size of Bearing, Mounting Angle, Static, Dynamic Characteristics
-
Experimental Analysis of the Effect of a Vortex Generator on the Performance of a Subsonic Conical DiffuserPage 15Generally, constant cross section duct vortex generators are located upstream of the flow, causing increase in the overall diffuser length. Considering the application of these wind tunnel diffusers, this overall length increase lowers the performance of the diffusers. However, with increasing the diverging angle of subsonic diffusers and installing vortex generators, the diffuser length can be decreased. In this paper, experimental analysis of a diffuser with 14 degrees and with divergence installing vortex generator inside a low degree diffuser (instead of constant cross section ducts) is presented. Using this method, the diffuser length was decreased to a half and its performance was increased 20 to 45 percent, depending on Reynolds number. Vortex generators cause decrease in starting power (about 40 percent of consuming energy) too. Also, results show that increasing Reynolds numbers decreases the performance of the vortex generator.Keywords: Vortex Generator, Subsonic Conical Diffuser, Experimental Analysis
-
Page 25This paper describes an investigation of combustion instability mechanism in premixed gas turbines. First, the preliminary concept of combustion instability is reviewed and then all types of frequency modes of combustion instability are studied. The results show that combustion instability is excited at first longitudinal mode; therefore the first mode or probably the second mode of longitudinal wave are the most important modes. Consequently, in this investigation only first longitudinal mode is considered. This simulation is based on equivalence ratio oscillations, which is an important mechanism for gas turbine combustion instability. The results are validated according to previons analytical and experimental results and show good agreements.Keywords: Combustion Instability, Gas Turbine, Thermo, acoustic, Equivalence Ratio Oscillations
-
Page 39In this paper, a novel multi-dimensional characteristic based upwind scheme for incompressible viscous flows is presented. Unlike conventional characteristic based (CB) schemes, which use one-dimensional characteristic relations, the proposed scheme takes into account the physical multi-dimensional characteristic relations. For the first time, the multi-dimensional characteristic structure of incompressible flows, modified by artificial compressibility, is extracted. The present MCB (multi-dimensional characteristic based) scheme, in conjunction with the finite-volume discretization, is employed to model convective fluxes. This MCB scheme is applied to benchmark incompressible internal and external flows, namely lid driven cavity flow and two-dimensional flow past a circular cylinder. It was found that the proposed scheme presents more accurate results than the conventional CB scheme in both their first and second order counterparts. Using this inherent upwinding technique, no artificial viscosity is required, even at high Reynolds numbers. Another remarkable advantage of MCB scheme lies in its faster convergence rate with respect to CB scheme, which is found to exhibit substantial delays in convergence. Our results are in good agreements when compared to standard benchmark data.Keywords: Incompressible Flow, Artificial Compressibility, Navier, Stokes Equations, Multi, dimensional Characteristics
-
Page 55Milling processes are becoming one of the common manufacturing methods in industry. One of the main goals in any manufacturing operation is to increase productivity. In high speed low immersion milling, the ratio of cutting edge engaging time to spindle period is a small value. For this kind of operations, two types of: Instability are proposed: classical Hopf and the Flip bifurcation, which are mainly due to impact effects of entering/exiting of the cutting edge into the cut. In order to increase productivity, it is essential to anticipate stable machining boundaries. In this research, the main goal is to derive and implement the improved TFEA method to include the effects of the helix angle variations for a 2-DOF vibratory system and accurately compute the stability lobe diagram. Results obtained by simulation witnesses that instability due to Flip bifurcation vanish completely from stability lobe diagram with increasing helix angle to 30°. Experimental tests are conducted in order to confirm the result obtained by the improved TFEA method showing good agreements.Keywords: High Speed Milling, Low Immersion, Stability Lobes
-
Page 69This paper deals with experimental results of an axial compressor of a small power plant gas turbine engine. Tests were carried out during the engine operation (along operating line of the compressor). Time averaged axial and radial pressure distributions in each individual stage were measured at different rotational speeds. Acceleration and deceleration phases of the engine were divided into reasonable time intervals of constant rotational speeds. Consequently, data logging was performed during steady operation of the engine. Measured parameters included pressure and temperature distributions and air mass flow rate. Test results were used to calculate axial distribution of load factor along the compressor meanline. Experimental results showed that the spanwise total pressure reduces from meanline region towards the hub and casing at each stage. No significant variations in load factor of each stage were observed during acceleration and deceleration phases of the engine. Meanline load factor distribution was increasing from compressor head towards its end within experimental rotational speed range.Keywords: Axial Compressor, Gas Turbine Engine, Pressure Distribution, Load Factor
-
Page 75This paper focuses on the development of a complete model of the Timoshenko beam, based on considering the effects of shear deformation. A method based on distributed-lumped modeling approach is proposed to solve the governing equations. Natural frequencies obtained by this method are compared and verified with Chebyshev pseudospectral method. The effects of shear deformation on natural frequency of pinned and clamped beams are discussed for various diameters. In addition, the effects of lumped mass and its position are investigated for clamped and pinned rotors with different diameters. It is shown that, while the new method leads to highly accurate results, its simplicity and accuracy makes it appropriate for application on industrial systems.Keywords: Distributed Lumped Modeling, Timoshenko Beam Theory, Shear Deformation
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.