فهرست مطالب

مهندسی مکانیک ایران - سال هجدهم شماره 2 (پیاپی 43، تابستان 1395)

نشریه مهندسی مکانیک ایران
سال هجدهم شماره 2 (پیاپی 43، تابستان 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/08/20
  • تعداد عناوین: 6
|
  • دستورالعمل تهیه مقاله «آماده برای چاپ» برای انتشار درنشریه پژوهشی انجمن مهندسان مکانیک ایران
    صفحه 1
  • رضا علی شیرازی، آرمن آدامیان، حسین مهبادی صفحه 6
    در این مطالعه تاثیر تغییر طول تشدید کننده و تغییر گازهای هلیم، نیتروژن و آرگون به عنوان سیال عامل بر عملکرد یخچال ترموآکوستیک حرارت محور مورد بررسی قرار گرفته است. شبیه سازی توسط روش های عددی کامپیوتری انجام شده و نتایج آن با نتایج نرم افزار دلتا ای. سی. مقایسه شده و مطابقت بسیار خوبی بدست آمده است. با افزایش طول لوله ی تشدید کننده دامنه ی فشار به ترتیب برای هلیم، نیتروژن و آرگون افزایش، و فرکانس نوسانات گاز کاهش می یابد. با تغییر طول لوله ی تشدید کننده از m5/0 تا m4/1 ضریب عملکرد برای نیتروژن و آرگون کاهش و برای هلیم افزایش می یابد. بهترین ضریب عملکرد برای گاز هلیم در طول لوله ی تشدید کننده ی m4/1 و با توان خنک کاری W4/246 بدست آمده است.
    کلیدواژگان: ترموآکوستیک، حرارت محور، لولهی تشدید کننده، ضریب عملکرد
  • غلامحسن پایگانه صفحه 22
    در این تحقیق با استفاده از روش طراحی آزمایش، تاثیر مجموع درصد وزنی نانو ذرات گرافن و نانورس و نسبت وزنی آنها و درصد وزنی سازگار کننده PP-gMA بر خواص کششی نانوکامپوزیت های پلی پروپیلن/گرافن/نانورس/PP-g-MA مورد بررسی قرار گرفت. طراحی آزمایش و تحلیل داده های آزمایشگاهی با استفاده از نرم افزار Minitab 16 و روش طراحی رویه پاسخ انجام شد. ساخت نانوکامپوزت ها، بر اساس روش اختلاط مذاب انجام گرفت. تمامی ترکیب ها و حالتهای خاص مواد در یک اکسترودر دوپیچه همسوگرد مخلوط شدند و سپس به کمک دستگاه قالب ریزی تزریقی به صورت نمونه های آزموی کشش استاندارد درآمدند. خواص کششی تمام نمونه ها از جمله استحکام کششی، مدول یانگ و ازدیاد طول در نقطه شکست به صورت تجربی مورد مطالعه قرار گرفت. مدل های آماری ارائه شده توسط روش رویه پاسخ تطابق خوبی با یافته های آزمایشگاهی داشتند. تحلیل های آماری نشان دادند که با افزایش درصد نانوذرات، استحاکم کششی و ازدیاد طول در نقطه شکست نانوکامپوزیت های کاهش می یابد. همچنین افزایش درصد نانوذرات بدون حضور سازگار کننده باعث افزایش در سفتی نانوکامپوزیت ها می شود، اما با افزایش میزان سازگار کننده، مدول کاهش می یابد. ریخت شناسی ترکیب ها توسط میکروسکوپ الکترونی رویشی (SEM) انجام شد. ریزنگارها نشان دادند که پراکندگی ذرات در درصدهای پایین تر بهتر است.
    کلیدواژگان: خواص کشش، نانوکایپوریتها، پلی پروپیلن، گرافن، نانو رس، روش رویه پاسخ
  • صنم وزیری، محمد افتخاری یزدی، آرمن آدامیان صفحه 42
    تشکیل قطره، یکی از پدیده های مهم در جریان های چندفازی است. همچنین، روش شبکه بولتزمن جزء روش‎های جدید و کاربردی می باشد. در این پژوهش شبیه سازی شکل گیری قطره بوسیله ی روش شبکه بولتزمن و تحت تاثیر میدان الکتریکی برای یک میکروکانال متقاطع انجام شده است. برای اعمال میدان الکتریکی، از مدل لیکی دی-الکتریک استفاده شده است. از مدل های مختلف تک فاز و دوفاز برای صحت سنجی آن بهره گرفته شده است. نتایج نشان می دهد که اعمال میدان الکتریکی تاثیر مثبتی در تسریع روند شکل گیری قطرات دارد، با این کار قطرات کوچکتر با فرکانس بالاتر بدست آمده است که ایده ال و کنترل شده است.
    کلیدواژگان: تشکیل قطره، روش بولتزمن، میدان الکتریکی، میکروکانال متقاطع
  • امیر ابراهیمی مقدم، محمود فرزانه گرد، مهدی دیمی دشت بیاض صفحه 63
    مقاله حاضر به محاسبه میزان نشت گاز طبیعی از یک سوراخ کوچک واقع بر سطح لوله و ارائه یک رابطه برای محاسبه آن پرداخته است. لوله در خطوط توزیع گاز درون شهری واقع بوده، جریان به صورت آشفته می باشد و خاک به صورت یک ناحیه متخلخل درنظر گرفته شده است. نتایج به-دست آمده نشان می دهد که در سوراخ های با قطر کوچک، سرعت تخلیه به سرعت صوت رسیده و به-اصطلاح خفگی در جریان رخ می دهد. همچنین پس از نفوذ گاز طبیعی به داخل خاک و برخورد به ذرات خاک و هوای عبوری از بین ذرات خاک، یک جفت گردابه در داخل خاک تشکیل می شود.
    کلیدواژگان: گاز طبیعی، میزان نشتی، لوله مدفون، خاک، شبیه سازی عددی، فلوئنت
  • امیرهمایون مقدادی اصفهانی صفحه 87
    روش شبکه بولتزمن متداول (استاندارد) صرفا قادر است نتایج جریان در مقیاس میکرو را -که معمولا منطبق بر رژیم جریان لغزشی است- بخوبی پیش بینی نماید اما برای جریان در مقیاس نانو –که معمولا منطبق بر رژیم گذرا است- از دقت کافی برخوردار نیست. در این مقاله با انجام اصلاحاتی در روش شبکه بولتزمن، جریان در نانو کانال حاوی محیط متخلخل در بازه وسیعی از رژیم های جریان، شامل رژیم لغزشی و گذرا، به کمک روش مذکور مدلسازی شده است. همچنین برای اولین مرتبه پدیده مینیمم نادسن در میکرو و نانو کانال های حاوی محیط متخلخل مشاهده شده و مورد ارزیابی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: شبکه بولتزمن، محیط متخلخل، رژیم گذرا، نانو
|
  • Reza Alishirazi, Armen Adamian, Hossein Mahbadi Page 6
    In this study, the effect of resonator length and working fluid on operation of heat-driven thermoacoustic refrigerator is investigated. The working fluid is considered to be Helium, Nitrogen and Argon. The simulation is carried out via a numerical method and the results are compared with DELTA-EC software. The results of these two methods are in good agreement with each other. The simulations show that increase in the resonator length results to increase in pressure amplitude for all mentioned working fluids and the frequency reduces by applying the Helium, Nitrogen and Argon respectively. Increasing the resonator length from 0.5m through 1.4m leads to reduction of the coefficient of performance for Nitrogen and Argon while this coefficient increases for Helium. The best coefficient of performance is gained for Helium gas and resonator length equal to 1.4m.
    Keywords: Thermoacoustic, Refregerator, Resonator length, Coefficient of performance
  • Gholamhossein Payeganeh, Ismail Ghasemi, Azam Kazemnejad Page 22
    In this study, using design of experiments, the effect of the total weight percentage of graphene nanosheets and nano clay and their weight ratio and weight percentage of compatibilizer (PPg-MA) on the tensile properties of polypropylene/ graphene/ nano clay/ PP-g-MA nanocomposites were investigated. Design of experiments and analysis of experimental data with Minitab 16 software and response surface methodology were carried out. Making nanocomposites, based on the melt mixing was performed. All combinations and pure states materials were mixed together in a co-rotating twin-screw extruder and then injection molded into standard tensile test samples. The tensile properties of all samples including tensile strength, Young's modulus and elongation at break was studied experimentally. Statistical models provided by response surface methodology had good agreement with experimental findings. Statistical analysis showed that with increasing the percentage of nanoparticles, tensile strength and elongation at break of nanocomposites reduced. Also increasing the percentage of nanoparticles increase the stiffness of nanocomposites without compatibilizer, however, with the increasing amount of compatibilizer, reduced modulus. Compounds morphology by Scanning Electron Microscopy (SEM) was performed. Micrographes showed better dispersion of the particles in lower percentages.
    Keywords: Tensile properties, Nanocomposites, polypropylene, Graphen, Nano clay, Response surface methodology
  • Mohammad Eftekhari Yazdi, Armen Adamian, Sanam Vaziri Page 42
    The phenomena of formation and detachment of droplets are one of fundamental issues in studying two-phase flows and have been seen in lots of natural phenomenon and processes, such as spraying processes, ink jet printing, emulsion, etc. Between different numerical methods, the lattice Boltzmann method (LBM) has been developed in to an alternative and promising numerical scheme for simulating multi-component fluid flows. In this project, formation and detachment of droplets were simulated, using LBM and particularly index function model. Results were validated using two-phase flows methods. After code validation,the formation and detachment of droplets in a cross-junction micro channel and under the electric field effects were studied. To survey different effects on this phenomenon, dimensionless numbers were studied. Finally, the effect of variation of permittivity, conductivity and capillary number for droplets were studied under different situations. Results show that the electric force have a positive effect in expedition of droplet formation, and also index function model proved its very useful abilities. We have smaller drops with high frequency which shows that we can control the droplet formation.
    Keywords: Droplet formation, Boltzmann method, Electric field, Michrochanel
  • Amir Ebrahimi Moghadam, Mahmood Farzaneh, Gord, Mehdi Deimi Page 63
    This paper, paid to calculate and develop an equation to determine the amount of the natural gas leakage, from a small hole located on the surface of the buried gas pipe lines. The studied case designed and meshed by Gambit software and then numerical solution is done by using Fluent software. The pipe is located in the town border distribution pipelines, flow is turbulent and soil considered as a porous zone. The results indicate that at the small hole diameters, discharge speed reaches the sound speed and at the so-called, choking occurs in the flow. Also after permeation of natural gas into the soil, and hitting the soil particles and the air moving through soil, a pair of vortex is created inside the soil. Volumetric flow rate of leaked gas has a second order and linear relation with hole diameter and pressure of initial point. Finally, its paid to develop an equation to calculate the amount of leaked gas.
    Keywords: Natural gas, the amount of leakage, buried pipe, Numerical simulation, Fluent
  • Amir Homayoon Meghdadi Esfahani Page 87
    The standard Lattice Boltzmann Method, LBM, is usually able to predict the results of micro scale flows which are corresponding to the slip flow regime, while it has not sufficient accuracy for nano scale flows which are corresponding to the transition flow regime. In this paper, by improving the lattice Boltzmann method, pressure driven flow through non-porous nano channels and nano channels filled with porous media has been modeled for wide range of Knudsen numbers, Kn, covering the slip and transition regimes. The results show that the presented lattice Boltzmann model is able to predict the flow features in micro and nano scales for wide range of Knudsen numbers by modifying the relaxation time. In the presented research, the effects of the Knudsen number and porosity on the flow rate, Darcy number and pressure drop are reported. Also, for the first time, the Knudsen’s minimum effect for micro/nano channels filled with porous media is observed and evaluated. For the pressure driven flows in non-porous channels this effect occurs at Kn=1, while the results show that for the nano channels filled with porous media this effect occurs at Kn=0.1 because of the tortuosity effects.
    Keywords: Lattice Boltzmann, Porous media, transition regime, nano