تحقیق درباره آنالیز جریان برروی سرریز اوجی براساس (CFD)

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 126

چکیده:

هدف این پایان‌نامه تحقیق در مورد راهکارهای حل نیمه دقیق از یک طرف و شبیه سازی عددی در مورد رفتار جریان سیال بر روی سرریز اوجی سد انحرافی گرمسار می‌باشد.

همچنین مقایسة نتایج بدست آمده بر روی سرریز اوجی بر اساس CFD یکی دیگر از اهداف این پایان‌نامه می‌باشد تا درمطالعات و طرحهای آتی با اطمینان خاطر بیشتر از مدلهای (CFD) استفاده گردد.

ضرورت تحقیق این پایان‌نامه گسترش استفاده از مدلهای (CFD) در داخل کشور می‌باشد بطوریکه مدلهای CFD در چند سال اخیر نقش بسزایی را در مسائل صنعتی و آکادمیک ایفا کرده است. در دو دهة قبل مسائل (CFD) به صورت آکادمیک مطرح بوده ولی در دهة اخیر در کشورهای پیشرفته رواج گستره‌ای در صنعت پیدا کرده است.

برای انتخاب بهترین طرح برای بسیاری از سدها باید با صرفه ترین و دقیق‌ترین روش را برای بررسی چگونی رفتار جریان بر روی سرریز در صورت وقوع سیل را در نظر گرفت. تا مدتی قبل استفاده از مدل فیزیکی تنها روش بررسی بوده ولی هم اکنون استفاده از روش (CFD) رواج گسترده‌ای پیدا کرده است که هزینه و زمان بررسی کردن را پایین آورده است.

در این پایان‌نامه نحوة رفتار جریان بر روی سرریز اوجی سد انحرافی گرمسار با استفاده از برنامه Fluent و تحت سطوح بالا برندة مورد بررسی قرار گرفته است.

برای شبکه‌بندی مدل تاج سرریز سدانحرافی گرمسار از نوع شبکه‌بندی چند بلوکی استفاده شده است مدل تاج سرریز نیز به چهار ناحیه تقسیم‌بندی شده است و در حل این پروژه از مدل Vof استفاده شده است. طبق نتایج حاصل از تحقیقات به عمل آمد بر روی سرریز اوجی سد انحرافی گرمسار برای 5/0=Hd/H بر روی تاج سرریز فشار منفی تشکیل نمی‌گردد و برای 1=Hd/H و 33/1=Hd/H بر روی تاج سرریز سد انحرافی گرمسار فشا منفی تشکیل می‌گردد.

فصل اول

کلیات

مقدمه

درمسائل مهندسی امروزی شناخت رفتار یا عکس العمل یک پدیده نقش بسزائی دربررسی نتایج بدست آمده و طراحی دقیق مسائل مهندسی دارد، بطوریکه یک پژوهشگر یا محقق با شناخت چگونگی رفتار یک پدیده دربرخورد با مسائل مختلف می تواند وضعیت فیزیکی پدیده را درقبال مسائل مختلف مهندسی بهبود بخشد.

به عنوان مثال درطراحی بدنه خودرو اگر یک محقق عکس العمل یا رفتار هوا نسبت به خودرو را درسرعت های بالا درنظر نگیرد باعث مشکلات عدیده ای خواهد شد بطوریکه دراین حالت ضریب بازدارندگی افزایش و درنتیجه نیروی بازدارندگی نیز افزایش می یابد و اتومبیل برای رسیدن به یک سرعت مناسب بایستی نیروی بیشتری راتولید کند که در نتیجه باعث افزایش مصرف سوخت و سایر مشکلات خواهدشد. اما امروزه کارشناسان با شناخت رفتار و عکس العمل هوا نسبت به بدنه خودرو به این نتیجه رسیده اند که بایستی بدنه خودروها حالت آیرودینامیکی داشته باشد تا با مشکلات ذکر شده مواجه نشوند.

لذا شناخت پدیده و عکس العمل آن نسبت به مسائل مختلف در امور مهندسی امروزی مانند هوا و فضا، هیدرولیک، سیالات و ... از اهمیت قابل توجهی برخودار است. دربرخورد مهندسان با مسائل و موضوعات هیدرولیکی مشخص بودن چگونگی رفتار سیال کمک بسیار زیادی را در طراحی هرچه دقیق تر پروژه ها می‌نماید. حل برخی از مسائل هیدرولیکی با روشهای حل تحلیلی امکان پذیر می باشد اما ممکن است دربرخی از موضوعات، حل تحلیلی کمک قابل توجهی را به یک محقق ننماید لذا بایستی ازحل عددی برای بررسی چگونگی رفتار سیال استفاده کرد. یکی از مسائل مهمی که کارشناسان هیدرولیک بایستی با آن آشنا باشند نحوه رفتار جریان برروی سرریزهای سازه های آبی می باشد. یکی از راه های شناخت رفتار جریان برروی سرریز استفاده از مدلهای فیزیکی می باشد.

نتایج مدلهای فیزیکی درصورتیکه شرایط مدل به خوبی ایجاد گردد قابل قبول می‌باشد. اما یکی از مشکلات مدلهای فیزیکی درپروژه های مهندسی مدت زمانی است که طول می کشد تا نتایج مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گیرد به طوریکه ممکن است ماهها و یا دربرخی از موضوعات هیدرولیکی مانند بررسی میزان کاوتیاسیون سالها طول بکشد ویا اینکه یک محقق برای بررسی مدل فیزیکی گزینه های مختلف با محدودیت زمانی مواجه باشد. ساخت مدل فیزیکی و تجزیه و تحلیل نتایج آن هزینه قابل توجهی را درپی دارد لذا دربحث هزینه وزمان ممکن است که یک محقق امکان استفاده از مدلهای مختلف فیزیکی را برای بررسی دقیق تر نتایج نداشته باشد. دربرخی از پدیده ها و موضوعات مهندسی امکان استفاده از مدل فیزیکی نمی باشد به عنوان مثال مدلسازی محیطی با درجه حرارت 4000 درجه به بالا ممکن است بسیار سخت و یا امکان پذیر نباشد. لذا استفاده از حل عددی مسائل کمک شایانی را به یک محقق می نماید تا به بررسی موضوع بپردازد. به طوریکه می توان با کمترین هزینه ودرکمترین زمان گزینه های مختلفی را بررسی کرد.

همانطور که اشاره شد شناخت نحوه رفتار جریان برروی سرریزسازه های آبی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. معمولاً درطراحی سدهای انحرافی ازسرریز نوع اوجی استفاده می شود.

بررسی رفتار جریان برروی تاج سرریز برای دبی های بیشتر از دبی طراحی از اهمیت بسزایی درطراحی تاج سرریز برخودار است به طوریکه اگر فشار ایجاد شده برروی تاج سرریزهای اوجی کمتر از فشار اتمسفر گردد، فشار منفی برروی سرریز که برای دبی های بیشتر از دبی طراحی اتفاق می افتد باعث پدیده کاوتیاسیون می گردد بطوریکه این پدیده خسارات جبران ناپذیری را برای بسیاری از سازه های آبی به بار آورده است. ازجمله سازه های آبی که با این پدیده روبرو هستند می توان به سرریز سد شهید عباسپور اشاره کرد که برای دبی های بیشتر از دبی طراحی، مشکلاتی برای سرریز این سد ایجاد شده است. همچنین می توان به سد انحرافی گرمسار اشاره کرد که تاج سرریز آن دچار خوردگی و کاویتاسیون گردیده است. لذا در این پایان نامه نحوه رفتار جریان برروی تاج سرریز اوجی سد انحرافی گرمسار با استفاده از نرم افزار fluent مورد بررسی قرارگرفته است. از آنجائیکه برای مهار آبهای سطحی و سیلاب ها از سدهای

مقاله درباره شیر کنترل کننده جریان

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 9

شیرهای کنترل کننده جریان

وظیفة کنترل کننده های جریان، که معمولاً شیر کنترل جریان خوانده می شوند، عبارت است از کنترل یا تنظیم جریان عبوری از یک نقطة دلخواه در مدار. کنترل کنندة جریان در واقع نوعی شیر است و می توان آن را با دریچه های هوای کانال هوا مقایسه کرد. اگر دریچه اندکی باز شود، مقدار کمی هوای گرم یا سرد وارد اتاق می شود، ولی اگر کاملا باز شود هوای زیادی به درون اتاق جریان می یابد. اندازة گشودگی دریچه می تواند از وضعیت بسته تا کاملا باز و در هر موقعیت دلخواه تنظیم شود.

شیر کنترل برای تنظیم سرعت حرکت پیستون در سیلندرهای قدرت و یا سرعت حرکت کشویی شیر فرمانده، که موجب تنظیم سرعت چرخش روی شیر زمانبندی (شیر تایمر) می شود، و یا تنظیم سرعت گردشی محور موتورهای سیالی به کار می رود. شیر کنترل جریان، جزء ساده ای در مدار است ولی نقش مهمی در سیستم های هیدرولیکی و پنوماتیکی بر عهده دارد.

از آنجایی که شیرهای کنترل جریان در هر دو شاخة هیدرولیک و پنوماتیک کاربرد فراوان دارند، در این فصل انواع مختلف شیرهای کنترل جریان که در صنعت به کار می روند بررسی می شوند. هر چند بسیاری از شیرهای پنوماتیک برای فشار کار تا 2 Kg/cm 10 (psi 150) طراحی می شوند و می توان از آن ها در سیستم های روغنی کم فشار (تا psi 500) هم استفاده کرد، ولی بهتر است که از شیرهای کنترل جریان بادی در پنوماتیک و از شیرهای کنترل جریان روغنی در هیدرولیک استفاده شود.

انواع شیرهای کنترل جریان

شیرهای کنترل جریان به چهار گروه تقسیم می شوند:

پیش تنظیم (کنترل جریان در ورودی) (شکل 12-1)،

پیش تنظیم (کنترل جریان در خروجی) (شکل های 12-2، 12-3 و 12-4)،

پیش تنظیم دو جهته (کنترل جریان در دو جهت) (شکل 12-5)،

بیرون ریز (کنترل جریان به صورت تخلیه جریان اضافی) (شکل 12-1).

در شیرهای کنترل جریان پیش تنظیم جریان سیال پیش از رسیدن به دستگاه مورد نظر تنظیم و اندازه می شود (شکل 12-1) در شیرهای کنترل جریان پس تنظیم جریان سیال پس از ترک دستگاه مورد نظر اندازه و تنظیم می شود. شیر پیش تنظیم دو جهتی در هر دو جهت جریان سیال را تنظیم می کند (شکل 12-5).

بیشتر شیرهای پیش تنظیم در کنترل جریان هیدرولیک و بسیاری از شیرهای پس تنظیم برای کنترل جریان پنوماتیک و هیدرولیک به کار می روند. شیرهای کنترل پیش تنظیم دو جهته کاربرد کمتری در صنایع دارند. انواع بیرون ریز در سیستم های هیدرولیک و برای تخلیه یا ریزش مقدار معینی از روغن پر فشار به مخزن به کار می روند.

شیرهای کنترل جریان به صورت به هم پیوسته با شیرهای قطع با راه انداز بادامکی هم ساخته می شوند. در این ترکیب، در حالت عادی و پیش از عملکرد بادامک، سیال آزادانه جریان می افتد و با فعال شد بادامک، جریان سیال به مسیر شیر کنترل هدایت می شود.

شیرهای کنترل جریان را با روزنة قابل تنظیم می سازند (شکل 12-6) که در آن سطح مقطع عبور سیال تغییر می کند و بنا به نیاز، بزرگ یا کوچک می شود و در نتیجه می توان مقدار سیال عبوری را تنظیم کرد. برتری به کارگیری این گونه شیرها این است که با تغییر مقطع روزنة شیر، می توان سرعت دستگاهی را که جریان سیال به آن وارد می شود به راحتی زیاد یا کم کرد. حتی برای عملکردی ثابت به دلیل تغییر بار دستگاه معمولاً بهتر آن است که بتوان جریان را به ازای بارهای گوناگون تنظیم کرد. مثلا شیر کنترل جریان می تواند سرعت پیشروی را به هنگام اره کردن الوار، بر حسب این که از چوب خشک و یا چوب تر و تازه باشد، تنظیم کند.

معمولاً در شیر کنترل جریان پیش تنظیم یا پس تنظیم، یک شیر یک طرفة موازی در بدنه شیر قرار دارد که جریان آزادانة سیال را در جهت مخالف و بدون تنظیم برقرار می کند.

شیر کنترل جریان بادامک کار (شکل 12-7) در واقع سه شیر در قالب یک شیر است که عبارت اند از: شیر قطع، شیر کنترل جریان و شیر یک طرفه ویژگی و برتری بارز این گونه شیرها این است که متغیری که در شیر کنترل جریان تنظیم می شود را می توان به سرعت و به صورت لحظه ای مهار کرد، یعنی هنگامی که شیر قطع بسته می شود شیر کنترل جریان بی درنگ عمل می کند. برای نمونه می توا به شیوة پیشروی ابزار در ماشین تراس اشاره کرد.

همانگونه که در شکل 12-8 دیده می شود با حرکت پیستون، ابزار به سرعت به جلو می رود تا لحظه ای که بادامک غلتک شیر را بفشارد. در این شرایط پیستون و ابزار با سرعت دلخواهی که براساس تنظیم شیر کنترل جریان تعیین می شود حرکت خواهد کرد. اگر حرکت های کوتاه و جهشی مورد نیاز باشد می توان بادامک های کوتاه روز میز پیشروی قرار داد.

در هیدرولیک برای مدارهای پیچیدة تغذیه و پیشروی ماشین ها از شیرهای صفحة فرمان که شامل شیر کنترل جریان و شیرهای گوناگون دیگر است استفاده می شود در مواردی که ضربه گیری طولانی در انتهای کورس سیلندر مورد نظر باشد بهتر است از شیرهای کنترل جریان بادامکی استفاده شود.

شیر یک طرفه در شیر کنترل جریان ابزاری است که جریان سیال را از یک سمت آزادانه عبور می دهد ولی اجازه عبور در جهت مخالف را نمی دهد. عمل شیر یک طرفه را می توان با درب منزل مقایسه کرد که در یک جهت با وارد آوردن فشار باز می شود ولی در جهت مخالف حتی با فشار دادن نمی توان آن را باز کرد.

شیرهای کنترل جریان پنوماتیک معمولاً در اندازه های تا 1 اینچ و شیرهای کنترل جریان هیدرولیک در اندازه های تا 2 اینچ یا بزرگتر در بازار یافت می شوند. دامنة فشار کار برای پنوماتیک تا 2 Kg/cm 10 (psi 150) و برای هیدرولیک تا 2 Kg/cm 200 (psi 3000) است.

نام اجزاء

نام اجزای اصلی شیر کنترل جریان را باید آموخت. نمای برش خوردة این شیر در شکل های 12-3 و 12-4 نشان داده شده است. شیر کنترل جریان پنوماتیک در شکل 12-2 و نوع هیدرولیک آن در شکل 12-6 نشان داده شده است. اجزای قابل بررسی در این شیرها در ادامه آورده شده است:

بدنة شیر: تمام شیرهای کنترل جریان شامل بدنه یا پوسته هستند. در سیستم های بادی معمولاً بدنه شیر از فلزات غیر آهنی و بیشتر از برنج، برنز و آلومینیوم ساخته می شود تا آب چگالیده روی آن موجب زنگ زدگی نشود. در شیرهای هیدرولیک بدنه را می توان از چدن مقاوم به کشش، فولاد ریختگی کُنده (میل گرد) فولادی ساخت. اگر چه صافی سطح بیرونی بدنة شیرها اهمیت چندانی ندارند ولی صافی سطح درونی اهمیت ویژه ای دارد چرا که سطح نشیمن ها و گودی های محل قرار گرفتن آب بندها درون بدنة شیر باید بدون نشت باشند. بدنة شیر، تمام اجزا و قطعات شیر را در بر می گیرد و راه های شیر و دریچه های اتصال لوله نیز روی آن تعبیه می شود.

عنصر مهار روزنه: مهار روزنه می تواند به شکل سوزنی یا ابزار دیگری باشد که اندک سطح روزنة شیر را باز کند یا ببندد. این جزء معمولاً از فولاد سخت آبکاری شده ساخته می شود و برای

تحقیق درباره اثر جریان ناشی از تغییر چگالی در تشکیل کانال صوتی در منطقه خلیج فارس

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 11

عنوان: بررسی پروفیل های قائم سرعت صوت و تشکیل کانال صوتی در منطقه خلیج فارس

1- افشین محسنی آراسته، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران – شمال

2- منیره سادات کیایی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم – تحقیقات

چکیده

یکی از ویژگی های مهم اقیانوس، قابلیت انتشار صوت می باشد. اقیانوس ها به دلیل داشتن قابلیت تراکم پذیری، امواج صوتی را در آب، به مراتب بهتر از هوا، منتشر می کنند. شوند. این نوع امواج، با اتلاف بسیار کم، در مسافت های طولانی انتشار می یابند. بررسی این ویژگی در مناطق آبی، بالاخص در مناطق کم عمق آبی نظیر خلیج فارس، بسیار مورد توجه و حائز اهمیت است.

در این مقاله با استفاده از نتایج حاصل از اندازه گیری های دما و شوری که توسط گشت دریایی ROPME در اگوست سال 2001 برای منطقه خلیج فارس گردآوری شده، میدان سرعت محاسبه و نتایج به صورت نمودارهایی ارائه گردیده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که سرعت صوت وابستگی شدید به دما دارد. همچنین از طریق رسم پروفیل های سرعت صوت، دو کانال صوتی سطحی در ایستگاه های 56 و 69 مشاهده گردیده است. با رسم نمودار چهار بعدی سرعت صوت، توسط نرم افزار شبکه ی عصبی، این نتیجه حاصل شده که در ایستگاه های نزدیک دهانه ی تنگه هرمز و نواحی شمالی با تشکیل لایه ی ترموکلاین، به شدت، از سرعت صوت کاسته شده و با حرکت به طرف نواحی مرکزی و جنوبی بخصوص جنوبی سرعت صوت افزایش می یابد.

کلمات کلیدی: سرعت صوت – کانال صوتی سطحی – دما – شوری

مقدمه:

ازآنجایی که سرعت صوت، جزء خواص مهم فیزیکی آب، محسوب می شود لذا بررسی آن طی سال های اخیر مورد توجه بسیاری از محققان وپژوهشگران می باشد. دربسیاری از مناطق آبی دنیا، این کار از طرق مختلف انجام گرفته، که می توان، دریای بالتیک، سیاه و همچنین اقیانوس اطلس، که توسط دونفر به نام های M.J.Jacobsom, A.Widtfeldt درسال 1998 انجام گرفته را نام برد. تحقیق وپژوهش درباره ی سرعت انتشار صورت و همچنین تشکیل کانال صوتی در منطقه ی آبی خلیج فارس به دلیل اهمیتی که منطقه، از نظر نظامی، شیلات و مخابرات دریایی دارد. بسیار مورد توجه می باشد و این که تا به حال، تحقیقی دراین زمینه، انجام نگرفته، بسیار حائز اهمیت است. به منظور بررسی وتحقیق این موضوع، از داده های مربوط به دما، شوری، سرعت صوت که توسط گشت دریایی ROPME در تابستان 2001 گردآوری شده، استفاده می شود. با رسم دیاگرام های دما، شوری و سرعت صوت توسط نرم افزار excel و همچنین نمودار چهاربعدی سرعت صوت، توسط نرم افزار شبکه عصبی برای تمام ایستگاه های منطقه، موضوع را مورد بحث وبررسی قرار می دهیم.

شکل (101) موقعیت ایستگاه‌های نمونه‌برداری شده منطقه خلیج فارس

با استفاده از داده های دما و شوری و به کارگیری فرمول ویلسون (Willson) ، سرعت صوت محاسبه شد. و میدان سرعت، تعیین می گردد.

101) بررسی انتشار سرعت صوت و تشکیل کانال صوتی

مطابق پروفیل های رسم شده سرعت صوت و دما و شوری در هر ایستگاه، سرعت صوت به شدت تابع دماست. و به مقدار جزئی تابع تغییرات شوری می باشد. شکل (10101) پروفیل های دما، شوری و سرعت صوت، درایستگاه 2و 3 می باشد).