به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
جستجوی مطالب مجلات
ردیف ۱۰-۱ از ۳۱۳۷ عنوان مطلب
|
  • محمدرضا توکلی*، سعید محبی

    در این مقاله‏ به کمک شبیه سازی عددی به بررسی اثر نوار مارپیچ ثابت در لوله داخلی در یک مبدل حرارتی دو لوله ای پرداخته شده است. از این رو نوار مارپیچ دارای سه و چهار پره با نسبت های پیچش مختلف در لوله داخلی مبدل حرارتی قرار داده شده و پارامترهای عدد ناسلت، ضریب اصطکاک و ضریب عملکرد کلی مبدل حرارتی بررسی شده است.  سرعت جریان در لوله خارجی ثابت در نظر گرفته شده ولی عدد رینولدز جریان در ورودی لوله داخلی در محدوده 5000 تا 12000 متغیر اختیار شده است. نتایج نشان داد در تمامی نمونه ها اضافه کردن نوار مارپیچ به درون لوله داخلی باعث افزایش عدد ناسلت و ضریب اصطکاک می شود و بیشترین افزایش این دو پارامتر به ترتیب 244 و 490 درصد است. با افزایش عدد رینولدز ضریب اصطکاک و ضریب عملکرد کلی مبدل حرارتی کاهش یافته در حالی که عدد ناسلت در همه نمونه ها افزایش می یابد. این افزایش در نمونه دارای نوار مارپیچ با نسبت پیچش 4 به حدود 80 درصد می رسد. همچنین کاهش نسبت پیچش نوار مارپیچ باعث افزایش آشفتگی جریان شده و از این رو باعث افزایش عدد ناسلت، افت فشار، ضریب اصطکاک و ضریب عملکرد کلی مبدل حرارتی می شود. بیش ترین افزایش ضریب اصطکاک در اثر کاهش نسبت پیچش از 8 به 4، برابر با 43 درصد بوده که در عدد رینولدز 5000 و نوار مارپیچ سه پره رخ داده است. افزایش تعداد پره نوار مارپیچ اثر مستقیمی بر روی افت فشار و ضریب اصطکاک داشته و باعث کاهش ضریب عملکرد کلی مبدل می شود.

    کلید واژگان: مبدل حرارتی، عدد ناسلت، ضریب اصطکاک، ضریب عملکرد کلی، نوار مارپیچ
    Mohammadreza Tavakoli *, Saeed Mohebi

    In this paper, the effect of a fixed twisted-tape placed in the inner tube of a double-pipe heat exchanger is investigated using numerical simulation. A twisted-tape with three and four blades with different twist ratios is placed in the inner tube of the heat exchanger, and the Nusselt number, friction coefficient, and overall performance coefficient of the heat exchanger are studied. The flow velocity in the outer tube is considered constant, but the Reynolds number of the flow at the inlet of the inner tube is changed in the range of 5000 to 12000. The results showed that in all cases, placing a twisted-tape inside increases the Nusselt number and friction coefficient. The highest increase of these two parameters is 244 and 490 percent, respectively. By increasing the Reynolds number, the friction coefficient and the overall performance coefficient decreased, while the Nusselt number increased. This increase reaches about 80% in the case that has a twisted-tape with a twist ratio of 4. Also, reducing the twist ratio increases the turbulence of the flow and thus increases the Nusselt number, pressure drop, friction coefficient, and the overall performance coefficient. The maximum increase in the friction coefficient due to the reduction of the twist ratio from 8 to 4 was equal to 43%, occurred in the Reynolds number of 5000 and the three-bladed twisted-tape. Increasing the number of blades of the twisted tape has a direct effect on the pressure drop and friction coefficient and causes a decrease in the overall performance coefficient.

    Keywords: Heat Exchanger, Nusselt Number, Friction Coefficient, Overall Performance Coefficient, Twisted-Tape
  • سمیرا خانجانی، اکرم توکلی، داوود جلالی وحید، میثم نظری
    در مطالعه حاضر انتقال حرارت جابجایی اجباری آب و نانوسیال آلومینا در یک مبدل حرارتی دولوله ای مجهز به نوار مارپیچ معمولی و نوار مارپیچ برش خورده، بصورت تجربی بررسی شده و تاثیر غلظت نانوسیال و حضور نوارمارپیچ معمولی و برش خورده بر انتقال حرارت مورد مطالعه قرار گرفته است. آزمایشات در رژیم جریان مغشوش در محدوده عدد رینولدز 4000 تا 34000 انجام شده و غلظت نانوسیال مورد استفاده 025/ 0، 05/ 0 و 1/ 0 درصد حجمی می باشد. نتایج مطالعات حرارتی حاکی از افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی نانوسیال نسبت به سیال پایه می باشد. افزایش غلظت نانوسیال به صورت کلی باعث بهبود انتقال حرارت شده است. همچنین تاثیر استفاده از نانوسیال در اعداد رینولدز بالا بیشتر می باشد. استفاده از لوله حاوی نوار مارپیچ برش خورده و نانوسیال، نسبت به لوله خالی و لوله با نوار مارپیچ معمولی و سیال پایه، موجب افزایش انتقال حرارت و عدد ناسلت شده است. بررسی افت فشار سیستم نشان داد که نانوسیال مورد استفاده با غلظت های ذکر شده باعث افزایش اندکی در افت فشار شده که قابل صرف نظر کردن می باشد. اما نوارهای مارپیچ داخل لوله به علت ایجاد مقاومت و افزایش سطح تماس، باعث افزایش افت فشار سیستم شده و ضریب اصطکاک را نیز افزایش می دهند.
    کلید واژگان: نانوسیال، مبدل دولوله ای، نوار مارپیچ برش خورده، انتقال حرارت جابجایی
    Samira Khanjani, Akram Tavakoli, Davood Jalali Vahid, Meysam Nazari
    In this study, forced convective heat transfer characteristics of /water nanofluid flowing through a double pipe heat exchanger with plain twisted tape and cut twisted tape inserts is investigated experimentally to reveal the effect of cut twisted tape and nanofluid concentration on heat transfer. Experiments are conducted in a turbulent flow regime with Re number ranging from 4000-34000 and in the particle volume concentration range of 0<φ<0.1%.The results of thermal studies showed enhancement of convective heat transfer with nanofluids compared with flow of water. Also it was found that in higher Reynolds numbers the nanofluid has better heat transfer capability. The effects of twisted tape with and without cuts on edges on heat transfer coefficient and rate were investigated. It was found that the twisted tape with cut edges could enhance heat transfer rate better than twisted tape without cut edges. The pressure drop was investigated for flow of nanofluid and water. The results showed that there is a little difference between pressure drops in these cases. Friction factor and pressure drop in tube with plain twisted tape and cut twisted tape inserts are increased due to increasing flow resistance and contact surface between fluid and flow passage.
    Keywords: Nanofluid, Double pipe heat exchanger, Cut twisted tape, Convective heat transfer
  • مجید دستمالچی*، علی عارف منش، قنبرعلی شیخ زاده

    بهبود انتقال حرارت در مبدل های حرارتی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در مقاله حاضر، روش های غیر فعال بهبود انتقال حرارت با استفاده از لوله های مارپیچ میکروفین دار و نانوسیال به صورت تجربی مطالعه شده است. در این کار تجربی جریان سیال و انتقال حرارت نانوسیال آب-اکسید آلومینیوم برای کسر حجمی های 0، 5/0 و 1 در لوله میکروفین دار مارپیچ شده با دو قطر متفاوت کویل مارپیچ و دو زاویه مارپیچ میکروفین °18 و °25 در یک مبدل حرارتی پوسته و لوله مارپیچ برای عدد دین در محدوده 500 تا 4000 مطالعه شده است. ضریب انتقال حرارت سمت لوله مارپیچ با استفاده از روش ویلسون پلات اندازه گیری شده است. روابط تجربی نیز بر اساس نتایج بدست آمده بر حسب عدد دین، زاویه مارپیچ فین، ارتفاع فین و کسر حجمی نانوسیال ارائه شده اند. بر اساس نتایج تجربی با میکروفین دار کردن لوله مارپیچ و افزایش زاویه میکروفین و استفاده از نانوسیال انتقال حرارت و افت فشار افزایش می یابد.

    کلید واژگان: مطالعه تجربی، لوله میکروفین دار داخلی، لوله کویل شده، روش ویلسون پلات، انتقال حرارت
    Majid Dastmalchi *, Ali Arefmanesh, Ghanbar Ali Sheikhzadeh

    Inactive methods of enhancing heat transfer in the shell and tube heat exchangers, such as using micro-fins and helically coiled tubes and employing nanofluids as the working fluid, are investigated experimentally. Experiments are carried out to measure the pressure drop and the heat transfer coefficient of the Al2O3-water nanofluid flowing in the shell and helically coiled micro-finned as well as smooth tube heat exchangers. The performed experiments are for the Dean number ranging from 500 to 4000, the fin helix angle between 18 and 25º, and the nanofluid volume fractions of 0, 0.5 1%. The overall heat transfer coefficients of the heat exchangers are calculated using the Wilson plot method. Empirical correlations are proposed for the heat transfer coefficient of nanofluid through the tube-side in terms of the Dean number, the fin helix angle, the fin height and the volume fraction of nanofluid. Based on the experimental results, the microfining of the coiled tube and increasing the microfin helix angle and using nanofluid enhance the heat transfer and increase the pressure drop.

    Keywords: Experimental investigation, micro-finned tube, helically coiled tube, Wilson plot method, heat transfer
  • زرین مینوچهر، بهرام گلیایی
    به منظور بررسی تمایل اسیدهای آمینه مجاور(دوتایی) در ساختمانهای دوم از نوع مارپیچ آلفا، مکانهای مورد مطالعه در مارپیچ آلفا بدین شکل انتخاب شدند: C’، Ccap، C1، C2، C3، C4، M، N4، N3، N2، N1، Ncap، N’. در این مکانها توالی های دوتایی مورد بررسی عبارت بودند از: M1M2، N3N4، N2N3، N1N2، Ncap N1، N’Ncap، CcapC’، C1Ccap، C2C1، C3C2، C4C3. M2M3. ترجیح قرار گرفتن هر اسید آمینه در هر جایگاه مارپیچ آلفا و ترجیح قرار گرفتن 400 توالی دوتایی در جایگاه های دوتایی مختلف مارپیچ آلفا محاسبه و مقایسه شد. بدین منظور یک بانک اطلاعاتی از مارپیچ آلفا با 3705 مارپیچ طراحی شد و مورد استفاده قرار گرفت. در این بانک مارپیچها حداقل دارای 7 اسید آمینه بوده و از مجموعه 696 پروتئین با تشابه کمتر از 25% تشکیل شده بودند. Single Local Propensity(SLP) برای همه 20 اسید آمینه در جایگاه های مختلف مارپیچ آلفا محاسبه گردید. علاوه بر این Observed Doublet Local Propensity(DLPo) که براساس تکرار اسیدهای آمینه دوتایی استوار است و Expected Doublet Local Propensity(DLPe) که بطور مستقیم از روی SLP اندازه گیری می شود نیز محاسبه شد. هر گاه ترجیح قرار گرفتن یک جفت اسید آمینه معین در جایگاه دوتایی خاص از مارپیچ آلفا DLPo بیش از ترجیح محاسبه شده توسط حاصل ضرب جایگاه های تکی در مارپیچ آلفا DLPe باشد یا به عبارت دیگر در صورتی که DLPo>>DLPe باشد، این مسئله تمایل 2 اسید آمینه خاص را در مجاورت با یکدیگر در آن جایگاه از مارپیچ آلفا نشان می دهد. نتایج حاصل نشان داد که توالی های دوتایی که در آنها DLPo>>DLPe می باشد عبارتند از: Met-Thr در مکان N’Ncap، Glu-Pro در مکان NcapN1، Pro-Arg در مکان N1N2، Lys-His در مکان C2C1، Thr-Gly در مکان C1Ccap و در نهایت Gln-Pro در مکان CcapC’. علاوه بر این، اسید آمینه Gly در مکان Ccap با تمایل زیادی همراه اسید آمینه های هیدروفوب در مکان C’ مشاهده می شود. بررسی تمایل مجاورت اسیدهای آمینه در مارپیچهای آلفا، می تواند در طراحی مارپیچهای آلفای جدید موجود در پروتئینها و ایجاد تغییرات مورد نظر در مارپیچهای آلفا مورد استفاده قرار گیرد.
    کلید واژگان: ساختمان دوم، انتهای آمینی، انتهای کربوکسیلیک، آنالیز توالیها، بیوانفورماتیک
    Z. Minuchehr, B. Goliaee*
    In order to study the tendency of amino acid neighbors in helical structures, proteins with known structures were carefully analyzed. The studied helical positions: N, Ncap, N1, N2, N3, N4, M, C4, C3, C2, C1, Ccap, C and their doublet counterparts: N Ncap, NcapN1, N1N2, N2N3, N3N4, M1M2, M2M3, C4C3, C3C2, C2C1, C1Ccap, CcapC were carefully analyzed. The propensity for all amino acids in different helical positions and also the propensity for all 400 different doublet positions were calculated and compared. For this purpose, a databank of 3705 helices was designed and used. In this database helices were longer than 7 amino acid residues and were derived from 696 non-homologous proteins with less than 25% identity. SLP(Single Local Propensity) for each 20 amino acid in different helical positions was calculated. Furthermore, DLPo or the observed Doublet Local Propencity which is based upon prefered occurrence of paired amino acids in different doublet positions of alpha helices and DLPe or the expected Doublet Local Propensity calculated directly using SLPs was also calculated. If the propensity of a particular doublet in a specific alpha helical positon or DLPo becomes more than the calculated single positions in alpha helices, in other words, DLPo>>DLPe it indicates that this particular doublet has a tendency in staying as neighbors in that particular helical position. Results showed that doublets in which DLPo>>DLPe are as follows: Met-Thr for N’Ncap position, Glu-Pro in NcapN1, Pro-Arg at N1N2, Lys-His in C2C1, Thr-Gly in C1Ccap, and Gln-Pro in CcapC’. It was also seen that Gly in Ccap position has a tendency to neighbor on a hydrophobic amino acid at C’ position. Studying the tendency of amino acids in neighboring each other in alpha helices can be used in designing novel helical structures and can also be used in modifying existing helical structures in proteins.
    Keywords: Secondry structure, N, terminal, C, Terminal
  • مسعود عیدی عطار زاده، محمد فرشچی، کاوه قربانیان
    هدف از مقاله پیش رو، بررسی تجربی اثر ابعاد هندسی مارپیچ بر ناحیه گذار از شعله به تراک و کیفیت تراک تولیدی است. لذا آزمایش های گسترده ای برای بررسی اثر ابعاد هندسی مارپیچ بر طول ناحیه گذار و کیفیت تراک انجام شد. پدیده گذار از شعله به تراک در این آزمایش ها به دلیل کمتر بودن انرژی اعمالی به مخلوط از اندازه انرژی بحرانی آن رخ می دهد. در این آزمایش ها از مخلوط با نسبت هم ارزی یک هیدروژن- اکسیژن استفاده شده و مارپیچ ها در ابتدای لوله ای با قطر 5/2 و طول70 سانتی متر قرار گرفتند. با معرفی معیارهای تراک مطلوب و بررسی نتایج آزمایش ها و نزدیکی جواب ها از صحت کار اطمینان حاصل شده است. برای انتخاب مارپیچ برتر، معیارهایی بر اساس پدیده تراک همراه با ضرایب وزنی تعریف شد و مارپیچ ها امتیازبندی شدند و در نهایت سه مارپیچ حائز بیشترین امتیاز، انتخاب شدند.
    کلید واژگان: تراک، موتور تراک ضربه ای، ناحیه گذار به تراک، مارپیچ
    M. E. Attarzade, M. Farshchi, K. Ghorbanian
    The objective of this paper is to experimentally investigate the effects of Shchelkin spiral geometry in the transition from deflagration to detonation on the quality of the produced detonation. Deflagration to detonation transition (DDT) is required in cases where ignition energy release is less than the critical ignition energy required for a direct detonation initiation. A stoichiometric mixture of hydrogen–oxygen has been used in a tube of 25 mm diameter and 700 mm length. Spiral coils have been mounted at the ignition-end of the tube to facilitate DDT. Keeping spiral coil diameter fixed at 22mm, the coil length, pitch and thickness were varied to produce desirable detonation waves. Spiral coil selection was based on several criteria including; the pressure and velocity jump across the wave at the beginning of the tube, and the percentage of successful tests in each batch. The results indicate that the spiral coil pitch has the greatest influence on minimizing the DDT length and obtaining a desirable detonation.
  • هاشم ملکی، امین نجفی*
    یکی از مشکلات اساسی در شناورهای سواث افزایش بیش از اندازه سطح خیس به دلیل وجود بدنه ها زیرین می باشد. افزایش سطح خیس سبب افزایش نیروی مقاومت و در نتیجه استفاده از موتورهای قوی در این نوع از شناورها می شود. هدف از مقاله حاضر بررسی تاثیر مارپیچ کردن بدنه های زیرین و تاثیر آن در کاهش نیروی مقاومت در حالت کاملا مغروق می باشد. در این مقاله ابتدا به مقایسه تاثیر مارپیچ کردن بدنه های زیرین با استفاده از روش عددی پرداخته شده است. پس از اثبات موثر بودن روش ارایه شده پارامترهای مختلف بدنه مارپیچ نظیر عمق مارپیچ، طول مارپیچ و زاویه چرخش مورد بررسی قرار گرفت. با ادغام حالت بهینه شده هر کدام از پارامترها بدنه مارپیچ جدیدی ارایه گردید که در آن نیروی مقاومت نسبت به حالت ابتدایی کاهش محسوسی داشت.با کاهش مصرف سوخت از طریق مارپیج کردن بدنه های مغروق گام جدیدی در راستای بهینه سازی شناورهای سواث برداشته خواهد شد.
    کلید واژگان: استوانه مارپیچ، مغروق، شبیه سازی عددی، بررسی پارامتری، استار سی سی ام
    Hashem Maleki, Amin Najafi *
    One of the main problems in SWATH ship is the excessive increase of the wet surface due to the presence of the hulls below. Increasing the wet surface increases the resistance force and as a result the use of powerful engines in this type of ship. The purpose of this paper is to investigate the effect of spiraling the lower bodies and its effect on reducing the resistance force in a completely submerged state. In this paper, first, the effect of spiraling the lower bodies using a numerical method is compared. After proving the effectiveness of the proposed method, various parameters of the spiral body such as spiral depth, spiral length and rotation angle were examined. By integrating the optimized state of each of the parameters, a new spiral body was presented in which the resistance force was significantly reduced compared to the initial state.By reducing fuel consumption by spiraling submerged hulls, a new step will be taken to optimize Swath vessels.
    Keywords: spiral cylinder submerged, Numerical Simulation, parametric investigation, Star CCM+
  • صمد بنیسی، علیرضا حسنخویی، پرویز مظفری
    کنسانتره واحدهای سیکلون-مارپیچ در کارخانه ذغال شویی زرند به دلیل وجود ذرات کوچک تر از 150 میکرون با محتوای خاکستر بالا، دارای خاکستری بیش از حد مجاز فروش (حد مجاز برابر با 11 درصد) بود. حذف این ذرات از کنسانتره با بکارگیری سرندی با ابعاد دهانه 5/0 میلی متر، باعث افزایش کیفیت (کاهش خاکستر) این جریان شد. جریان عبوری از این سرند (بخش حذف شده) برای پر عیار سازی مجدد به واحد سیکلون-مارپیچ بخش فلوتاسیون ارسال می شد. از آنجا که کنسانتره مارپیچ این واحد کیفیت پایینی (خاکستر 18 درصد) داشت، به واحد سرند کنی (دهانه 5/0 میلی متر) فرستاده می شد. جریان عبوری از سرند دوباره به ابتدای واحد سیکلون- مارپیچ بخش فلوتاسیون ارسال می شد. این روال باعث شده بود، در حدود 56 درصد از کنسانتره مارپیچ که دارای ابعادی کوچک تر از دهانه سرند بودند در یک چرخه بیهوده قرار گیرد. مقدار مواد در چرخش، با تغییر فرآیند آبگیری از کنسانتره و افزایش کیفیت آن به 5 درصد کاهش یافت. برای آبگیری از کنسانتره، ترکیب فیلتر و سانتریفیوژ و برای افزایش کیفیت کنسانتره نهایی، جدایش دو مرحله ای که در آن کنسانتره مارپیچ به جای ورود به سرند، به مارپیچ دیگری خوراک دهی می شد، به اجرا گذاشته شد. در نهایت، با تعیین مقادیر بهینه 40 برای درصد جامد و 2 تن بر ساعت برای دبی خوراک ورودی به مارپیچ، میزان محصول نهایی و ظرفیت این واحد به ترتیب 11 و 14 تن بر ساعت افزایش و خاکستر کنسانتره نهایی مارپیچ ها نیز از 18 به 11 درصد کاهش یافت.
    کلید واژگان: ذغال سنگ، مارپیچ، هیدروسیکلون
    Ash content of concentrates of cyclone-spiral units at the Zarand coal washing plant was higher than the allowable limit (11%) mainly. The main reason was due to the presence of particles smaller than 150 µm containing high amount of ash. The removal of this size fraction by installing a screen with aperture of 0. 5 mm increased the quality of the concentrate. The stream passing the screen (removed fraction) used to be sent to the cyclone-spiral unit at the flotation section for further processing. Since the spiral concentrate of this unit had low quality (ash content of 18%) it was sent to the screening unit. The under screen stream used to be sent again to the cyclone-spiral unit at the flotation section. This procedure created a non-beneficial circulating load with the amount of 56% of the spiral concentrate. By modification in the dewatering process، this amount was reduced to 5%. In order to increase the quality of the final concentrate، a two-stage separation unit where the spiral concentrate instead of entering the screening unit was fed to another spiral was installed. Finally، by determining optimum values of 40 for solids concentration and 2 t/h for the feed to spiral، the amount of final concentrate and capacity were increased by 11 and 14 t/h، respectively. Furthermore، the final spiral concentrate ash decreased from 18 to 11%.
    Keywords: Coal, Spiral, Cyclone
  • محمدعماد محمودی مهریزی*، یونس دقیق، جواد نظری افشار

    مهارهای مارپیچ از روش های نوین در پایدارسازی دیواره ها و ساخت دیوارهای حایل هستند. در این پژوهش تاثیر شکل مهارهای مارپیچ بر جابه جایی دیواره پایدارسازی شده با این روش از نظر آزمایشگاهی بررسی شده است. بدین منظور از 4 نوع مهار مارپیچ با قطر و تعداد صفحات مارپیچ متفاوت برای پایدارسازی دیواره استفاده شده است. برای بررسی میزان جابه جایی و تغییراتی که در مراحل مختلف خاک برداری در مدل سازی فیزیکی رخ می دهد از روش سرعت سنجی تصویری ذرات (PIV) استفاده شده و عکس های گرفته شده از مراحل مختلف تجزیه و تحلیل و مقایسه شده است. با توجه به نتایج حاصل از آزمایش های انجام شده می توان بیان کرد که در شیب پشت (back slope) 20 درجه، میزان جابه جایی تاج دیواره با کاهش تعداد صفحه های مارپیچ و قطر آن ها افزایش می یابد، در نتیجه میزان جابه جایی مجاز دیواره تعیین کننده نوع مهار مارپیچ استفاده شده است. با توجه به این که در شیب پشت 20 درجه مهار مارپیچ دارای 3 مارپیچ کم ترین میزان جابه جایی را در تاج دیواره ایجاد می کند و جابه جایی رخ داده از دیوار پایدارسازی شده به روش میخ کوبی کم تر است، در زمان وجود سربار استفاده از روش مهار مارپیچ به جای میخ کوبی منطقی به نظر می رسد.

    کلید واژگان: مهار مارپیچ، دیوار، جابه جایی افقی، سرعت سنجی تصویری ذرات، پایدارسازی
    MohammadEmad Mahmoudi Mehrizi*, Younos Daghigh, Javad Nazariafshar

    The increasing rate of construction activities in urban areas is accompanied by excavation in the vicinity of existing structures and urban utilities. This issue has highlighted the importance of constructing protecting structures in order to control displacements and prevent damage to structures and their neighboring area. Among the important widely used wall stabilization techniques, one can name nailing and grouted anchors. However, these methods suffer some drawbacks such as annoying noise and vibration during the drilling, implementation difficulties below the water table, grouting problem, installation of strands and bars in the borehole in porous and collapse soils, and long curing time for the grout of post-tension anchors. Since the helical anchor method lacks many of the mentioned problems, it is now widely used in many applications.In the present work, a laboratory model of helical anchor stabilized wall is presented and evaluated. For this purpose, four types of anchors at 20° back slope are designed in a sandy soil and the effect of helix configuration (in term of its diameter and number of blades) is investigated. Considering the laboratory scale of the designed model, the results obtained using helical anchor were compared with numerical results of soil nailing wall by applying the particle image velocimetry (PIV) analyses.

    Material and methods

    The test box designed in this work is made of a metal plate with a thickness, length, width, and depth of 1.5 mm, 100 cm, 60 cm, and 30 cm, respectively, and a Plexiglas in its opposing side with a thickness of 50 mm. The soil used in the experiments was the dry sand of Soufian region in east Azerbaijan province of Iran. The soil is classified as SP according to USCS classification. The helical anchors were fabricated by welding the helical pitches to a metal shaft. The end part of the shafts is screw threaded such that to fasten a bolt to them. To start the experiment, the empty box was completely cleaned using the detergents to remove any pollution or soil on the Plexiglas and metal surface. Afterward, the sandy soil was poured on the wall floor and the facing was placed inside the box vertically. Again, the sandy soil was poured from both sides of the facing up to the installation height of the helices. Helices were installed in the assigned holes and their angle was adjusted through the pre-fabricated stencils. The soil height was increased up to the next row assigned for helices installation. These steps were repeated until reach the wall crest. After preparation of the physical model, its behavior during the preparation must be modeled. We first filled both sides of the model and then modeled the stability behavior of the helical anchor wall through excavating its facing opposed side. Overall, the wall was built through eight excavation steps.

    Results and discussion

    The maximum displacement is related to the anchor type 1, which does not have enough bearing capacity under surcharge conditions. By changing the anchor type and increasing the number of helices, shear strains and their expansion in the wall back decline. The decrease in displacement rate by changing the anchor from type 1 to type 2 is 18%, which is due to the low bearing capacity of type 2 anchor compared to the type 1 anchor. Increasing the number of pitches from one to two (changing the type 1 anchor to type 3 anchor) showed a considerable decrease (i.e., 43%) in displacement rate. Increasing the number of pitches from 1 to 3 (changing the anchor from type 1 to type 3) resulted in a 62% decrease in wall crest displacement. This displacement decrease rate seems to decline with an increase in the number of helixes.The displacement rate for all four anchors is almost similar in two excavation steps, which probably is because of the need for displacement for activation of the anchors. One strategy to deal this issue in the sensitive projects and control the displacement is to apply post-tension helical anchors. Then, in stages 4 to 6, the displacement was almost constant due to four main reasons including wall rigidity, the presence of reinforcements, formation of pre-step displacement-induced tension force, and enough capacity of anchors to face with more displacement. In stages 6 to 8, type 1 and 2 anchors showed growing displacements due to the reduction and ending the wall rigidity and lower bearing capacity. In type 3 and 4 anchors, the maximum displacement was related to 4 initial stages. In type 1 and 2 anchors, which have two helical plates, almost a similar behavior was observed until stage 6 of excavation, but eventually type 3 anchors showed better performance because of higher bearing capacity to overall displacement.

    Conclusion

    In the present study, a physical model was designed to investigate the effect of helical anchors’ geometry on displacement rate of helical anchor wall and compare it with a nail wall. Overall, comparing the results obtained by conducting these experiments on a helical anchor stabilized wall and a nail wall revealed that:- Wall crest displacement is affected by the diameter and number of helices and decreases by an increase in bearing capacity. The increase in the number of pitches from one to two (single-pitch to double-pitch anchor) has a higher effect on displacement control compared to the case of changing the double-pitch to triple-pitch anchor. So, it can be stated that a further increase in the number of anchor pitches results in a declined performance of the anchors. All anchors need a slight displacement for activation. This issue cannot be resolved by changing the type of helical anchors. Hence, when the displacement required for activation of the anchors exceeds the allowable wall crest displacement, use of post-tensioned helical anchors is recommended.A comparison between nailing and helical anchor results revealed that the relative density of the wall stabilized with the helical anchor is less than that of the nail wall; and wall crest displacement in the helical anchor wall was very lower than that of nail wall. Thus, the helical anchor wall stabilization is preferred when other economic and technical requirements are met.

    Keywords: helical anchor, wall, horizontal displacement, particle image velocimetry, stabilization, sandy soil, Soufian region in east Azerbaijan province of Iran
  • محمد عبدلی، حمید مهرنهاد*، محمد حاذقیان
    در جهان امروزی، جاده ها به عنوان شریان های اصلی جامعه جهانی در نظر گرفته می شوند. یکی از پرکاربرد ترین روش ها برای ساخت این شریان ها، پایدارسازی شیروانی های اطراف جاده ها است. استفاده از انکرهای مارپیچ چند صفحه ای در پایدارسازی شیروانی های اطراف جاده، یکی از شیوه هایی است که اخیرا مورد استفاده بسیاری از مهندسین راه و ژیوتکنیک قرار گرفته است. افزایش روز افزون استفاده از انکرهای مارپیچ موجب مطالعه های متعددی در زمینه های آزمایشگاهی، عددی و میدانی شده است. از این رو، این مطالعه با استفاده از نرم‏افزار FLAC3D به بررسی عددی سه‏بعدی ظرفیت باربری انکرهای مارپیچ چندصفحه تحت زاویه های نصب متفاوت در خاک ماسه ای می‏پردازد. همچنین در مطالعه حاضر تاثیر دست خوردگی خاک، که هنگام نصب انکرهای مارپیچ چند صفحه ای در خاک ایجاد می شود، بر روی ظرفیت باربری بیرون کشش این انکرها نیز مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور، ابتدا یک آزمون صحت‏سنجی برای تایید شیوه مدل‏سازی انجام می‏شود. سپس با انجام یک مطالعه پارامتری، تاثیر زاویه های نصب مختلف و همچنین دست خوردگی خاک بر ظرفیت باربری انکرهای مارپیچ پرداخته می‏شود. نتایج مطالعه حاضر نشان می‏دهد که بیشترین ظرفیت باربری انکرهای مارپیچ تحت زاویه های 5 و 10 درجه حاصل می گردد. علاوه بر این، با اعمال و بررسی دست خوردگی خاک ظرفیت باربری انکرهای مارپیچ به طور فزاینده ای کاهش یافت که میزان آن با توجه به تعداد صفحات مارپیچ نصب شده بر روی انکر مارپیچ و همچنین نوع خاک متغیر است.
    کلید واژگان: انکر مارپیچ چند صفحه ای، ظرفیت باربری (بیرون کشش)، مدلسازی عددی، نرم‏افزارFLAC 3D، دست خوردگی خاک
    Mohammad Abdoli, Hamid Mehrnahad *, Mohammad Hazeghian
    In today’s world, roads are considered the main arteries of the global community. One of the most typical methods to build these routes is stabilizing the excavations on two sides of the roads. Using multiple helical anchors in excavation stabilization is one of the means recently used by many road and geotechnical engineers. The increasing use of multiple helical anchors has led to several laboratories, numerical, and field studies. Therefore, this study employed the FLAC 3D software also a three-dimensional numerical investigation of bearing capacity under different inclination angles in sandy soil. In the present study, the effect of soil installation, which is caused by installing helical anchors in the soil, has been studied on the load-bearing capacity of these helical anchors. For this purpose, first, a verification test is done to validate the modeling approach. Then, by performing a parametric analysis, the effect of different inclination angles, as well as the installation effect on the bearing capacity of the multiple helical anchors, are studied. The present study results show that the maximum bearing capacity of the helical anchors is achieved by the angle of 5 and 10 degrees. In addition, by investigating the installation effect, the bearing capacity of the helical anchors has been significantly reduced with respect to the number of helical plates and the density of soil.
    Keywords: helical multiple anchors, loading capacity (pullout), Numerical modeling, FLAC 3D software, installation effect
  • علیرضا فلاحت*

    در این تحقیق، کارایی گرمایی-هیدرولیکی نانوسیال بوهمیت- آلومینا بر پایه آب در یک چاه گرمایی استوانه ای با مینی کانال های مارپیچ به صورت عددی بررسی شده است. فاکتورهای طراحی در چهار سطح شامل زاویه مارپیچ مینی کانال ها، عدد رینولدز، شکل نانوذرات و کسر حجمی نانوذرات انتخاب شدند. برای انجام تحلیل حساسیت فاکتورهای طراحی، از روش تاگوچی با آرایه متعامد L16 و تحلیل آماری واریانس استفاده شده است. عدد ناسلت، ضریب اصطکاک فانینگ و ضریب کارایی گرمایی کل به عنوان پارامترهای خروجی محاسبه شد. نتایج به دست آمده نشان داد که زاویه مارپیچ مینی کانال ها و شکل نانوذرات نقش حیاتی در عدد ناسلت و ضریب اصطکاک فانینگ با مجموع نسبت های مشارکت دو فاکتور به ترتیب %21/85 و %96 دارد. همچنین، زاویه مارپیچ مینی کانال ها 93%/47 در ضریب عملکرد حرارتی کل سهم دارد. ترکیب بهینه برای عدد ناسلت و ضریب کارایی گرمایی کل برابر A1B4C4D4 به دست می آید. به طور کلی، مینی کانال مارپیچ با نانوسیال بوهمیت -آلومینا می تواند به عنوان خنک کننده ترجیحی برای منابع گرمایی استوانه ای مفید باشد.

    کلید واژگان: چاه گرمایی استوانه ای، مینی کانال مارپیچ، نانوسیال، شکل نانوذره، روش تاگوچی، آنالیز واریانس
    A. R. Falahat

    In this research, hydrothermal performance of boehmite alumina nanofluid based on water in a cylindrical heat sink with helical minichannels is investigated numerically. The design factors were selected at four levels including the helix angle of minichannels, the Reynolds number, the nanoparticles shape and volume fraction of nanoparticles. To perform sensitivity analysis of design factors, the Taguchi method with L16 orthogonal array and statistical analysis of variance are used.The Nusselt number, the Fanning friction factor and the total thermal performance factor were computed as the output parameters. The obtained results showed that the helix angle of minichannels and the nanoparticles shape have a vital role in the Nusselt number and the Fanning friction factor with the sum of the contribution ratios of the two factors 85.21% and 96%, respectively. Also, the helix angle of minichannels has a 47.93% contribution in the total thermal performance factor.The optimal combination for the Nusselt number and the total thermal performance factor is acquired as A1B4C4D4. Overall, the helical minichannel with boehmite alumina nanofluid can be useful as a preferred cooling for the cylindrical heat sources.

    Keywords: Cylindrical heat sink, Helical minichannel, nanofluid, nanoparticle shape, Taguchi method, Analysis of variance
نکته:
  • از آنجا که گزینه «جستجوی دقیق» غیرفعال است همه کلمات به تنهایی جستجو و سپس با الگوهای استاندارد، رتبه‌ای بر حسب کلمات مورد نظر شما به هر نتیجه اختصاص داده شده‌است‌.
  • نتایج بر اساس میزان ارتباط مرتب شده‌اند و انتظار می‌رود نتایج اولیه به موضوع مورد نظر شما بیشتر نزدیک باشند. تغییر ترتیب نمایش به تاریخ در جستجوی چندکلمه چندان کاربردی نیست!
  • جستجوی عادی ابزار ساده‌ای است تا با درج هر کلمه یا عبارت، مرتبط ترین مطلب به شما نمایش داده‌شود. اگر هر شرطی برای جستجوی خود در نظر دارید لازم است از جستجوی پیشرفته استفاده کنید. برای نمونه اگر به دنبال نوشته‌های نویسنده خاصی هستید، یا می‌خواهید کلمات فقط در عنوان مطلب جستجو شود یا دوره زمانی خاصی مدنظر شماست حتما از جستجوی پیشرفته استفاده کنید تا نتایج مطلوب را ببینید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال