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 مقالات مرتبط با کلیدواژه « نازل » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «نازل» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • مرتضی فرهید*، محرم شاملی، آرزو اسماعیلی، عادل پورتقی

    هدف این مقاله طراحی و ساخت یک رانشگر جت مقاومتی بر اساس پیشران بوتان با قابلیت انجام آزمون در شرایط اتمسفری است. بخش های مهم طراحی برای این سیستم عبارتند از طراحی هیتر و طراحی نازل. هیتر مورد استفاده به صورت انتقال حرارت مستقیم طراحی شده و طراحی نازل نیز بر اساس روابط ترمودینامیکی حاکم بر نازل همگرا- واگرا و مناسب فشار خروجی اتمسفر انجام شده است. همچنین برای بررسی جریان سیال پیشرانه در نازل از شبیه سازی CFD استفاده شده است. در ادامه رانشگر جت مقاومتی بر اساس طراحی انجام گرفته ساخته شده و آزمون های تجربی برای صحه سنجی آن انجام شده است. با بررسی پارامترهای عملکردی رانشگر جت مقاومتی از جمله نیروی رانش و ضربه ویژه حاصل از نتایج آزمون های تجربی و روابط ترمودینامیکی، طراحی رانشگر صحه-گذاری می شود. با در نظر گرفتن توان مبدل حرارتی 30 وات و همچنین بهینه ترین شرایط موجود، بازده رانشگر برابر 21 درصد، نیروی رانش برابر 36 میلی نیوتن و ضربه ویژه برابر 9/35 ثانیه حاصل می شود.

    کلید واژگان: رانشگر جت مقاومتی, نازل, هیتر الکتریکی, نیروی رانش, ضربه ویژه}
    Moharram Moharram, Arezoo Esmaeili, Adel Pourtaghi

    Design, manufacturing and testing of a resistojet suitable for atmospheric conditionsABSTRACTThe purpose of this paper is to design and manufacture a resistojet thruster based on butane propellant with the ability to perform tests in atmospheric conditions. The important sections for designing of this system are heater and nozzle design. The utilized heater is designed for direct heat transfer and the design of the nozzle is based on the thermodynamic relations governing a converging-diverging nozzle which is suitable for the atmospheric outlet pressure. CFD simulation has also been used to investigate the flow of propellant in the nozzle. In the following, the resistojet thruster was built based on the designing and experimental tests were carried out for its validation. By comparing the functional parameters of the thruster, such as thrust force and specific impulse from the experimental results and thermodynamic relationships, the design of the thruster is validated. Considering the heat exchanger power of 30 watts and also the most optimal conditions, the efficiency of the thruster is 21%, the thrust force is 36 millinewtons and the specific impact is computed as 35.9 seconds.

    Keywords: Resistojet Thruster, Nozzle, Electric Heater, Thrust Force, Specific Impulse}
  • سعید اکبرنژاد، مسعود ضیا بشرحق*

    این مقاله برای اولین بار طرح های جدیدی از نازل فرا صوت اولیه با مقطع غیر دایره ای را برای افزایش نسبت مکش یک اجکتور دو فازی بخار و هوا معرفی می کند. با انجام آزمایش های تجربی تاثیر این نازل ها با طراحی جدید که شامل نازل با سطح مقطع ستاره، مربع ساده، مربعی تابیده شده در جهت محور نازل، یک طرح خاص و مقطع دایره ای ساده به عنوان نازل مرجع، بر روی عملکرد اجکتور بررسی شد. با توجه به محدودیت های روش های ماشین کاری سنتی امکان ساخت این هندسه ها در گذشته وجود نداشت. در این پژوهش با استفاده از پرینتر سه بعدی و ماده مقاوم به دما در شرایط عملیاتی مورد نیاز، نازل ها با هندسه جدید ساخته شدند و عملکرد آن ها با نازل معمولی مخروطی مقایسه شد. نتایج نشان داد که نازل های جدید توانایی افزایش نسبت مکش اجکتور را تا 12 درصد در مقایسه با نازل مرجع با مقطع دایره ای دارند.برای اعتبارسنجی آزمایشات تجربی، شبیه سازی های دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) نیز انجام شد. نتایچ این پژوهش می تواند مقدمه ای بر استفاده از راه حل های نوآورانه در بهبود عملکرد اجکتورهای فراصوت با استفاده از هندسه های جدید برای نازل اولیه باشد.

    کلید واژگان: اجکتور, فراصوت, راندمان, نازل, دوفاز, نسبت مکش}
    S. Akbarnejad, M. Ziabasharhagh*

    This paper introduces a novel approach to enhance the performance of a two-phase steam and air ejector through primary supersonic nozzle designs with uncircular cross-sections. Experimental tests evaluated the impact of these novel nozzle designs ،which included a star shape ،a simple square ،a square skewed in the direction of the nozzle axis ،a special sketch ،and a simple circular cross-section as the reference nozzle ،on the ejector's performance. The results indicated that the novel nozzles demonstrated the capability to enhance the ejector's entrainment ratio by up to 12% compared to the conventional circular cross-section reference nozzle. To validate and gain further insights into the novel nozzle designs ،computational fluid dynamics (CFD) simulations were also conducted. The integration of CFD simulations and experimental data showcased the potential of these uncircular cross-section nozzles to improve the ejector's performance. The findings offer promising opportunities for optimizing ejector configurations ، paving the way for more efficient and innovative solutions in various engineering applications.

    Keywords: Ejector, Supersonic, Efficiency, Nozzle, Two-Phase, Entrainment Ratio}
  • سجاد داوری، حدیثه کریمایی*، محمدرضا سلیمی، حسن ناصح

    در این مقاله بستر کاتالیستی یک عملگر تک‏مولفهای هیدرازینی 10 نیوتنی طراحی میشود. بستر کاتالیستی مورد مطالعه شامل گرانولهای پوشیده شده با فلز فعال ایریدیم میباشد که برای تجزیه هیدرازین در عملگرهای تک‎مولفهای مورد استفاده قرار میگیرد. هیدرازین بایستی در محفظه کاتالیستی تقریبا به صورت کامل تجزیه شود چرا که این سوخت شیمیایی سرطانزا می‎باشد و از طرف دیگر دستیابی به ببشینه نیروی پیشران عملگر نیز یک هدف مهم می‏باشد. به همین منظور تغییرات طول محفظه کاتالیستی برکسر جرمی گونه های شیمیایی از جمله هیدرازین، آمونیاک، نیتروژن و اکسیژن مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین پس از تعیین طول بهینه محفظه کاتالیستی، قطر گلوگاه نازل متناظر با همان طول نیز تعیین گردید.

    کلید واژگان: محفظه کاتالیستی, هیدرازین, عملگر تک مولفه ای, ایریدیم, نازل}
    Sajjad Davari, Hadiseh Karimaei *, Mohammad Reza Salimi, Hassan Naseh

    In this paper, the catalyst bed of a 10 N hydrazine monopropellant thruster was designed. The catalyst bed is including iridium granules, which is used to decompose the hydrazine in monopropellant thruster. Hydrazine must be decomposed almost completely in the catalytic chamber, because it is a carcinogenic chemical fuel and on the other hand, achieving the maximum power from the thruster is also an important goal. As a result, the effect of change in catalytic chamber length on the mass fraction of chemical species including hydrazine, ammonia, nitrogen, and oxygen was studied. Also, after determining the length of the catalytic chamber, the diameter of the nozzle throat corresponding to the same length was determined.

    Keywords: Catalytic chamber, Hydrazine, Monopropellant thruster, Iridium, Nozzle}
  • لوئیجی آلوکا*، آنجلو دی ویتا، فرانسسکو دورونیو، الساندرو مونتانارو، استفانو رانیری، علیرضا حاجی علی محمدی

    به دلیل تراکم پذیری بالای گاز و نسبت های فشار بزرگ، تزریق مستقیم گاز موجب ایجاد فواره گازی تحت انبساط می شود. درک صحیح فیزیک این پدیده برای توسعه سامانه های تزریق مستقیم که در موتورهای احتراقی برای تزریق مستقیم متان یا هیدروژن استفاده می شوند، ضروری است. در این مقاله مشخصه یابی کوپل تجربی عددی فواره یک افشانه چند سوراخ انجام گرفت. مشخصه یابی تجربی فواره به کمک روش شیلرین انجام گرفت و محاسبات عددی به کمک نتایج تجربی به دست آمده صحه گذاری شد. حلگر بر پایه چگالی که قابلیت مدلسازی فواره های گازی با تراکم پذیری زیاد را دارد و در محیط نرم افزار Open foam توسعه داده شده است برای بررسی اثرات شرایط ترمودینامیکی روی توسعه فواره مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که با استفاده از شدت نور زیاد می توان مشخصه هایی از فواره که روی فرآیند تزریق سوخت و کیفیت مخلوط سوخت و هوا  موثر هستند را بهتر مشاهده و ارزیابی نمود.

    کلید واژگان: تزریق, متان, نوری, نازل, مخلوط}
    Luigi Allocca *, Angelo De Vita, Francesco Duronio, Alessandro Montanaro, Stefano Ranieri, Alireza Hajialimohammadi

    The direct injection of gaseous fuels involves the presence of under-expanded jets due to the high pressure-ratios and the strong gas compressibility. Understanding the physical development of such processes is essential for developing Direct Injection (DI) devices suitable for application in internal combustion engines fueled by methane or hydrogen. In this work a coupled experimental-numerical characterization of a spray, issued by a multi-hole injector, was performed. The experimental characterization of the jet evolution was recorded by means of schlieren imaging technique and then a numerical simulation procedure was assessed using the measurements for validating. A density-based solver, capable of simulating highly compressible jets and developed within OpenFOAM environment, was used to study the effects of thermodynamic conditions on the development of the injection process. The obtained results shed more light on the characteristics of the gaseous spray demonstrating how these features really affects the development of the injection process and the quality of the air/fuel mixture.

    Keywords: Methane injection, Optical diagnostic, Injection CFD, Nozzle geometry effects, Air, fuel mixture}
  • غلامرضا فغانی*

    در این مقاله، انتقال حرارت نقش عمده ای در طراحی و نحوه ی عملکرد موشک ها و وسایل نقلیه ای که دارای راکت جلوبرنده می باشند، دارد. اهمیت اصلی این بحث مربوط به محدوده ی ایمنی مواد سازنده موشک و بخصوص در قسمت هایی مثل محفظه ی احتراق و نازل می باشد که تحت حرارت بحرانی قرار دارند. تنها یک نقص کافی است تا در کارکرد موشک اختلال ایجاد کند. همچنین ممکن است در اثر حرارت زیاد در گلوگاه نازل، قسمتی از فلز به صورت منطقه ای خورده شود که در آن صورت جریان گازهای خروجی به صورت نامتقارن درمی آید که منجر به ایجاد بردار ضربه ای با جهت نامناسب می گردد. این امر باعث خطا در هدایت موشک به سمت هدف موردنظر می شود و در فضاپیماها سوخت زیادی را برای تصحیح مسیر به‏وسیله سیستم جلوبرنده ثانویه به مصرف می رساند. در مقاله ی حاضر، میزان حرارت منتقل شده به جداره به ازای مقاطع مختلف در موتور طی شبیه‏سازی در نرم افزار محاسبه شده است، همچنین شرایط مایع خنک کننده و دماها به گونه ای محاسبه شده است که متناسب با حرارت موجود در هر مقطع عمل خنک کاری انجام شود. برای این منظور موتور به چهار بخش محفظه‏ی احتراق، قسمت همگرای نازل، گلوگاه نازل، قسمت واگرای نازل تقسیم شده است که نرخ حرارت منتقل شده از گازها به جداره (با توجه به شرایط گاز در مقاطع مختلف) و نیز دمای جداره در مجاورت مایع خنک کننده و همچنین دمای مایع خنک کننده به ازای مقاطع مختلف مربوط به هر بخش محاسبه شود. قابل ذکر است، در پروژه حاضر بسته نرم افزاری ANSYS به منظور ایجاد هندسه، مش و شبیه‏سازی مورداستفاده قرار گرفته است.

    کلید واژگان: موشک, انتقال حرارت بازیابی, محفظه ی احتراق, نازل}
    Gholamreza Faghani *

    Heat transfer plays a major role in the design and performance of missiles and vehicles that have rocket driving. The main importance of this discussion is related to the safety range missile materials, especially in areas such as the combustion chamber and nozzle, which are under critical heat. Only one failure is enough to interfere with the operation of missiles. It may also be due to excessive heat in the nozzle throat, a portion of the sheet metal locally damaged. In which case the exhaust gas flow becomes asymmetrically, which led to the creation of inappropriate force vector direction. This leads to an error in the missile guidance to the target and a lot of fuel consumed on the spacecraft to correct its path by secondary driving system. In this project the amount of heat transferred to the chamber for different sections of engine during the simulation by software is calculated, also the coolant conditions and temperatures have been calculated in accordance with existing heat and cooling operation performed in each section. For this purpose, the engine divided into four parts, the combustion chamber, the convergent nozzle, throat nozzle and the divergent nozzle. The rate of heat transferred from the gas chamber (according to the conditions of gas in different sections) as well as the chamber temperature in the vicinity of the coolant and coolant temperature calculated for different sections of each section. Notably, in this research, ANSYS software package is used to create geometry, mesh and simulations.

    Keywords: missiles, regenerative heat transfer, combustion chamber, nozzle}
  • محمد پورجعفرقلی*، علی مهدوی

    در مطالعه حاضر، پاشش سوخت و رفتار هیدرودینامیک افشانه سوخت، تحت پدیده کاویتاسیون داخل مجرای انژکتور در محفظه احتراق موتور دیزل به وسیله نرم افزار AVL-Fire به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. شبیه سازی افشانه شامل پدیده جریان دوفازی بوده و نیازمند حل عددی معادلات بقا برای فاز گاز و مایع به صورت همزمان می باشد. جریان کاویتاسیونی داخل نازل با استفاده از روش دوسیالی اویلر-اویلری شبیه سازی شده است. در این روش، سوخت مایع و بخار آن به صورت دو فاز پیوسته در نظر گرفته می شود و معادلات حاکم برای هر فاز به صورت جداگانه حل می شود. توسعه و فروپاشی افشانه با استفاده از روش اویلری-لاگرانژی شبیه سازی می شود. در این روش، گاز درون محفظه احتراق در مختصات اویلری و قطرات سوخت در مختصات لاگرانژی در نظر گرفته می شود. در شبیه سازی های انجام گرفته برای فشار تزریق دو مقدار 60 و 100 مگاپاسکال و فشار محفظه برابر 2 مگاپاسکال در نظر گرفته شده است. نتایج نشان داد که برای هر دو فشار تزریق، پدیده کاویتاسیون ایجاد می شود، هرچند پدیده کاویتاسیون فقط برای فشار تزریق 100 مگاپاسکال تا انتهای خروجی نازل ادامه می یابد. بنابراین فشار تزریق بالا، باعث افزایش سرعت سوخت در اریفیس انژکتور شده و باعث به وجود آمدن پدیده کاویتاسیون می شود. در فشارهای بالا کاویتاسیون سریع رشد می کند، درنتیجه باعث اتمیزاسیون بهتر شده و قطر متوسط ذرات کاهش می یابد.

    کلید واژگان: نازل, کاویتاسیون, افشانه سوخت, طول نفوذ افشانه, قطر میانگین قطرات}
    Mohammad pourjafargholi *, Ali mahdavi

    In the present study, fuel injection and hydrodynamic behavior of fuel spray has been studied numerically under the cavitation phenomenon inside the injector chamber in the combustion chamber of the diesel engine using AVL-Fire software. Spray simulation involves the phenomenon of two-phase flow and requires the numerical solution of the survival equations for the gas phase and the liquid simultaneously. The cavitation flow inside the nozzle is simulated using the Euler-Eulerian method. In this method, liquid and vapor fuels are considered as continuous two-phase, and the governing equations are solved separately for each phase. Spray development and decomposition are simulated using the Eulerian- Lagrangian method. In this method, the gas inside the combustion chamber is considered in the Eulerian coordinates and fuel droplets in Lagrangian coordinates. In the simulations carried out for compression, two values of 60 and 100 MPa are considered for a pressure of 2 MPa. The results showed that for both injections, the cavitation phenomenon is created, although the cavitation phenomenon continues only for the injection pressure of 100 MPa until the end of the nozzle outlet. Therefore, the high injection pressure causes an increase in fuel velocity in the injector orifice and causes a cavitation phenomenon. At high pressures, cavitation grows rapidly, resulting in better atomization and lower average particle diameter.

    Keywords: nozzle, Cavitation, Fuel spray, Spray penetration length, Average diameter of droplets}
  • حجت طائی*، علی ابوطالبیان
    هدف از این پژوهش طراحی کنترل کننده مقاوم  برای سیستم برداردهی تراست یک پرنده مانورپذیر بوده است. در ابتدا معادلات فضای حالت دینامیک حلقه باز سیستم برداردهی تراست با استفاده از روش باندگراف استخراج شده است. پس از آن پارامترهای عملکردی بحرانی سیستم با توجه به امکان پذیری عملیاتی و محدوده عملکرد موفق سیستم مورد ارزیابی قرار گرفته و شناسایی شدند. در ادامه توابع وزنی طراحی کنترل کننده مقاوم  H∞ از جمله تابع وزنی نامعینی تحت تاثیر عدم قطعیت های مشخص شده، تعیین شدند. در انتها نیز قوام کنترل مقاوم در حضور عدم قطعیت ها مورد ارزیابی قرار گرفت و پس از آن نتایج تغییر زاویه نازل برداردهی تراست در مقایسه با نتایج عملکرد یک کنترل کننده PID بهینه شده ارزیابی شد.شبیه سازی های انجام گرفته غالبا تحت نرم افزار متلب بوده است. نتایج این پژوهش نشان داد که روش باندگراف از اعتبار مناسبی برای مدل سازی این سیستم برخوردار بوده و کنترل کننده مقاوم طراحی شده نیز می تواند پاسخگوی الزامات ماموریتی آن باشد.
    کلید واژگان: کنترل بردار تراست, باندگراف, مدل سازی دینامیکی, نازل, بهینه سازی, کنترل کننده مقاوم ∞H}
    Ali Aboutalebiyan
    The design of a controller for a thrust vector control system of UAV has been studied through the robust  H∞ control method. In the first, the governing space-state equations of the system have been derived using the bond graph approach. Then, the critical performance parameters of the system were evaluated and identified according to the operational feasibility and the range of successful performance of the system. Next, the weight functions of the robust H∞,including the indeterminate weight function under the influence of specified uncertainties, were determined. Finally, the consistency of robust control in the presence of uncertainties was evaluated and the results of deflection of thrust vectoring nozzle were compared with the performance results of an optimized PID controller. The simulation results are determined using the MATLAB environment. The results of this study showed that the bond-graph method has good validity for modeling of this system and the designed robust controller can also meet its mission requirements
    Keywords: Thrust Control Vector (TVC), Bond-Graph, Dynamic Modeling, Nozzle, optimization, Robust Control H∞}
  • محمدحسن شجاعی فرد*، آرش صدری قهفرخی

    به دنبال افزایش نگرانی ها در مورد آلودگی هوا و گرمایش زمین، در سال های گذشته استفاده از موتور های گازسوز سنگین در صنایع بزرگ مانند صنایع دریایی و نیروگاه ها  هرچه بیشتر مورد توجه قرار گرفته است ، این موتور ها در واقع بر پایه موتور های دیزل سنگین که برای کاربری مشابه مورد استفاده قرار می گرفتند و با ایجاد تغییرات در ساختار آنها یا اضافه کردن قسمت های جدید به آنها و یا ترکیبی از این دو رویکرد ، ساخته می شوند . علت این امر آن است که موتور های گازسوز سنگین نسبت به موتور های دیزل با کاربری مشابه آلایندگی کمتری دارند اما از سوی دیگر توان تولیدی آنها نیز پایین تر است که برای حل این نقطه ضعف و افزایش توان موتور گازسوز تکنولوژی های مختلفی به آنها اضافه می شود . یکی از این تکنولوژی های جدید ، پیش محفظه احتراق است که منجر به افزایش توان تولیدی می شود . پیش محفظه ها از نظر نحوه سوخت رسانی به دو دسته سوخت رسانی مشترک با محفظه اصلی و سوخت رسانی مستقل از محفظه اصلی دسته بندی می شوند . در این مقاله به بررسی این موضوع پرداخته می شود که در یک موتور گازسوز سنگین چه نوع سیستم سوخت رسانی برای پیش محفظه احتراق باید به کار برده شود تا کارایی پیش محفظه و به طور کلی کارایی موتور افزایش یابد که پس از بررسی استفاده از پیش محفظه احتراق با سیستم سوخت رسانی مستقل از محفظه اصلی پیشنهاد می شود .

    کلید واژگان: موتور گازسوز سنگین, پیش محفظه احتراق, محفظه احتراق اصلی, نازل, سیستم سوخت رسانی}
    Mohammadhasan Shojaeefard *, Arash Sadri Qahfarrokhi

    Following concerns about air pollution and global warming in recent years, the use of heavy duty gas engines has become favorable in major industries such as the marine industry, power plants, etc. Heavy duty diesel engines designed for similar applications were used and made by modifying their structure or adding new parts or a combination of the two approaches, because of the fact that heavy duty gas engines are more similar to diesel engines with similar emissions. They have less emission and also less power. Various technologies can be used to increase the power of the gas engines. One of these new technologies is the pre-combustion chamber, which results in an increase in power output. The pre-chambers are categorized into two types of refueling in terms of how the refueling is shared with the main chamber and refueling independent of the main chamber. The pre-combustion chamber should be used to increase the efficiency of the pre-chamber and overall engine efficiency, which is suggested after considering the use of the pre-combustion chamber with a stand-alone fuel system.

    Keywords: Heavy Gas Engine, Pre Combustion Chamber, Main Combustion Chamber. Nozzle. Fuel System}
  • امیری طیبی مصطفی، مسعود میرزایی*، غلامحسین پوریوسفی، علیرضا دوسست محمودی

    یکی از روش های مرسوم برای افزایش سرعت جریان، استفاده از نازل در مسیر آن است. در این مقاله، به منظور افزایش سرعت جریان در تونل باد سرعت پایین و انجام آزمایش در محدوده سرعت های بالاتر، بهترین پروفیل نازل با توجه به محدودیت هایی مانند مساحت ورودی نازل، طول نازل و سرعت ورودی جریان، ارزیابی می شود. در این راستا، برای بررسی تاثیر متغیرهایی مانند مساحت خروجی نازل، سرعت خروجی جریان، موقعیت نقطه عطف پروفیل نازل، یکواختی جریان خروجی و طول موثر اتاق آزمون، میدان جریان در داخل نازل به روش عددی شبیه سازی شده و پروفیل مناسب برای نازل طراحی می شود. در انتها، با ساخت نازل طراحی شده و نصب آن در داخل تونل باد، کیفیت جریان به روش تجربی مورد ارزیابی قرار می گیرد. طبق نتایج به دست آمده، سرعت جریان آزاد در داخل اتاق آزمون حدود 30% افزایش پیدا کرده و میزان غیریکنواختی جریان تا 1%±  کاهش یافته است.

    کلید واژگان: نازل, تونل باد, سرعت جریان, طراحی عددی, بررسی تجربی}
    Mostafa Amiri Tayebi, Masoud Mirzaei *, Golam Pouryoussefi, Alireza Doostmahmoudi

    One of the conventional ways to increase velocity of a fluid flow is using a nozzle in stream wise. In this paper, in order to increase the flow velocity in a low speed wind tunnel, and to carry out experiments at higher velocities. An optimal nozzle profile, by considering constraints such as the nozzle inlet cross section, inlet velocity, and nozzle length has been designed using computational fluid dynamics. Design variables were the nozzle inlet cross section, outlet velocity, the turning point of the nozzle profile, the uniformity of the outlet flow and the effective length of the test section. The performance of the designed nozzle was experimentally investigated. According to the results, the velocity increased by 13 m/s and the uniformity of the flow decreased by ±1%.

    Keywords: Nozzle, Wind tunnel, Flow velocity, Computational design, Experimental investigation}
  • امیرحسین عدالت پور، فتح الله امی*، زهیر صبوحی
    در میکروموتورهای سوخت مایع دو پیشرانه از ترکیبات سوخت متعددی می توان استفاده کرد که در این پژوهش از ترکیب احیاکننده کراسین و اکسنده ی سرمازای اکسیژن مایع استفاده شده است. هدف، تحلیل عملکرد یک میکروموتور با تراست پایین به منظور امکان سنجی اولیه ی استفاده از آن به عنوان پیشرانش کمکی در ماموریت های فضایی است. به همین منظور ابتدا یک میکروموتور طراحی شده و تحلیل احتراق، انتقال حرارت، جریان خروجی نازل و مقدار پارامترهای عملکردی در آن با استفاده از نرم افزار RPA انجام می شود. میکروموتورها همانند موتورهای بزرگ اجزایی چون انژکتور، صفحه انژکتور، محفظه احتراق و نازل دارند و طراحی تمام این اجزا با ذکر معادلات حاکم شرح داده می شوند. با ساخت نمونه طراحی شده و انجام تست گرم، می توان عملکرد میکروموتور طراحی شده را به شکل دقیق مشاهده کرد و در انتها پارامترهای عملکردی محاسبه شده از نرم افزار با نتایج حاصل شده از تست گرم با هم مقایسه می شوند.
    کلید واژگان: میکروموتور, اکسنده ی سرمازا, انژکتور, محفظه احتراق, نازل, انتقال حرارت, تست گرم}
    Amirhossein Edalatpour, فتح اله امی *, Zoheir Saboohi
  • اسلام عزت نشان *
    در مقاله حاضر، شبیه سازی عددی جریان کاویتاسیونی داخل نازل با استفاده از روش شبکه بولتزمن چندفازی به همراه مدل شان-چن انجام شده است. یک تابع پتانسیل برای مدل کردن اندرکنش ذرات سیال استفاده شده که میدان سرعت جریان را اصلاح کرده و تغییر فاز بخار-مایع همچنین اثرات کشش سطحی در فصل مشترک بین دو فاز را در جریان های کاویتاسیونی شبیه سازی می کند. معادله خطی بدست آمده در الگوریتم حاضر بر اساس روش شبکه بولتزمن به سادگی قابل حل بوده که یکی از مزیت های اصلی روش عددی حاضر در مقایسه با حل عددی معادلات غیرخطی ناویر-استوکس به همراه مدل های پیچیده کاویتاسیونی موجود است. دقت و کارآیی الگوریتم حاضر بر اساس روش شبکه بولتزمن جهت حل جریان های کاویتاسیونی با استفاده از حل جریان داخل نازل و مقایسه و ارزیابی نتایج به دست آمده با نتایج در دسترس نشان داده شده است. صحت و دقت نتایج به دست آمده در کنار سادگی گسسته سازی و حل عددی معادله حاکم در الگوریتم حاضر نشان دهنده کارآیی روش شبکه بولتزمن چندفازی برای شبیه سازی عددی جریان های کاویتاسیونی در داخل نازل است.
    کلید واژگان: روش شبکه بولتزمن چندفازي, مدل شان چن, جريان هاي کاويتاسيوني, نازل}
    E. Ezzatneshan *
    Cavitating flow through the nozzle is numerically simulated by using the multiphase lattice Boltzmann method. The pseudo-potential Shan-Chen model is used to resolve inter-particle interactions, modeling phase change between the liquid and vapor phases and imposing the surface tension at the interface. The numerical algorithm implemented is simple for programming and efficient for simulation of multiphase cavitating flows comparing to the traditional Navier-Stokes solvers with complicated cavitation models. Efficiency and accuracy of the multiphase lattice Boltzmann method with Shan-Chen model for simulation of cavitating flows through the nozzle are examined by computing the cavitation inception, growth and collapse and the results obtained are compared with the existing numerical results in the literature. The study shows that the present computational technique is robust and efficient to predict the cavitation phenomena in the geometries studied.
    Keywords: Multiphase lattice Boltzmann method, Shan-Chen model, Cavitating Flows, Nozzle}
  • حدیثه سلطانی، سجاد قاسملو *، حمید پرهیزکار، حمیدرضا طالش بهرامی
    بازگشت پلوم خروجی در اثر انبساط ناشی از اوج گرفتن یک موشک، تداخل و برهمکنش آن با بدنه موشک و بخصوص سینی کف همواره یکی از دغدغه های محققین و طراحان موشک بوده است. هدف از تحقیق فعلی، بررسی پارامترهای مختلف تاثیر گذار بر فرایند بازگشت پلوم بر بدنه یک موشک فرضی است. برای این کار شار حرارتی در شش ارتفاع مختلف و در نسبت فشارهای گوناگون بررسی شده و اثر پارامترهای مختلف، نظیر شرایط پروازی مختلف، مدلهای توربولانسی، مدلسازی یا عدم مدلسازی نازل و طول سینی کف موشک بر شار حرارتی وارد بر سینی کف و بدنه موشک بررسی شده است. در ادامه پدیده جدایش جریان دراثر القای پلوم بررسی شده است. جهت تولید شبکه و حل جریان از نرم افزارهای گمبیت و فلوئنت استفاده شده است. نتایج حاصل نشان داد با افزایش ارتفاع، جریان خروجی در پشت موشک به تدریج باز شده و در ارتفاعات بالا کل سینی کف را در بر می گیرد. همچنین نتایج نشان می دهد عدم مدلسازی جریان داخل نازل باعث انبساط سریع تر جریان در خروجی و کاهش شار حرارتی می شود. کاهش شار حرارتی در نقاط مختلف سینی کف متفاوت بوده و درنزدیکی نازل به 83 درصد در فواصل دور از نازل به صفر می رسد. همچنین تاثیر افزایش طول سینی کف بررسی شد و ملاحظه گردیدکه با افزایش طول سینی کف، گردابه های انتهای جسم گسترده تر شده و باعث افزایش شار حرارتی می شود، به گونه ای که با دوبرابر شدن طول سینی، حداکثر شار حرارتی افزایشی 20 درصدی دارد.
    کلید واژگان: نازل, پلوم, جدایش, شار حرارتی سینی کف}
    Hadiseh Soltani, Sadjad Ghasemloo *, Hamid Parhizkar, Hamidreza Talesh Bahrami
    Plume reversion due to missile ascending and related flow expansion and its interaction with missile body especially with missile base has been an important concern of investigators and missile designers. The aim of the current is investigation of effects of different parameters on the interaction of plume and missile body. To do this, heat flux on the missile body at different conditions including different flight conditions, turbulence modeling, base length and nozzle modeling has been studied. In the following, plume induced flow separation is studied. To model flow field, Gambit 2.4.6 and Ansys Fluent 17 are used for grid generation and flow simulation respectively. The results show that with increasing in flight height, plume at the base of missile gradually expands and finally covers the base completely. As well as, it can be seen that plume expands more rapidly in the base region and reduces heat flux when the nozzle is not considered. The reduction of heat flux is different in various parts of the base, ranging from zero to a maximum of 83% in areas far away from or near the nozzle. In the end, the effect of the base length was investigated. The results showed that as the base length is increased, the vortices are further expanded and this expansion leads to increased heat flux so that when the base length is doubled, the heat flux is increased by 20% at most
  • محمد مهدی حیدری، اسماعیل ولی زاده، مصطفی رضوان دوست
    این پژوهش، تلاشی برای طراحی نازل اسپایک و شبیه سازی عددی میدان جریان آن در شرایط مختلف است. به این منظور روش های طراحی این نوع نازل بررسی و کد طراحی پروفیل آن تدوین شد. سپس به کمک دینامیک سیالات محاسباتی، رفتار جریان این نازل به صورت عددی شبیه سازی گردید. برای انجام شبیه سازی ها از چهار مدل آشفتگی مناسب برای فیزیک نازل اسپایک استفاده شد تا علاوه بر مدل سازی عملکرد نازل در شرایط طراحی و خارج طرح و نیز مقایسه تفاوت های جریان در حالت های مختلف، بهترین مدل آشفتگی از لحاظ دقت و صحت نتایج مشخص شود. برای اطمینان از صحت شبیه سازی ها، نتایج عددی با نتایج تجربی موجود مقایسه شد و مشخص گردید که مدل های مذکور در صورت بهره مندی از شبکه محاسباتی با کیفیت و با ابعاد مناسب در نزدیکی دیواره نازل، می توانند جریان اطراف آن را با تقریب قابل قبولی شبیه سازی کنند. همچنین این مقایسه ها نشان داد که مقدار فشار روی دیواره اسپایک در مدل k-ε،Realizable به طور معمول منطبق بر نتایج تجربی و در بدترین شرایط با اختلاف 15 درصد محاسبه شده است و بر این اساس نسبت به سایر مدل ها نتایج نزدیک تری به داده های تجربی دارد. از طرف دیگر مقایسه عکس های گرفته شده از جریان حول نازل در طول آزمایش های تجربی با کانتورها و نمودارهای حاصل از تحلیل های عددی، حاکی از توانایی بالای روش عددی مورد استفاده در پیش بینی فیزیک جریان حول نازل اسپایک است. بنابراین می توان ادعا کرد که اجرای روند پیموده شده در این پژوهش، محققان را از انجام تست های سرد در طول طراحی و ساخت نازل اسپایک بی نیاز می سازد.
    کلید واژگان: نازل, اسپایک, نازل توپی دار, ایرواسپایک, دینامیک سیالات محاسباتی}
    Mohammad Mahdi Heydary, Ismael Valizadeh, Mustafa Rezvandoost
    This study is a try to design a spike nozzle and simulate its flow-field in different conditions. Hence, spike nozzle design methods were studied and accordingly the design code was developed. Then the behavior of flow in this type of nozzle was simulated numerically by means of computational fluid dynamics. In order to conduct the simulations, four turbulence models suitable for solving the flow-field of spike nozzle were used, not only to model the performance of the nozzle in design and off-design conditions, but also to identify the best model for the accuracy of the solutions. To ensure the accuracy of the simulations, numerical results and experimental data were compared. It was found that applied models in case of using high quality grids with proper dimension near the nozzle walls, can predict the nozzle flow pattern with acceptable approximation. Also the comparisons revealed that the amount of pressure on the spike wall calculated by Realizable k-ε model, is generally identical with experimental results and in the worst condition the difference between them is 15%, so this model has the best agreement with experimental results. Besides, comparison of taken photos during experiments and extracted contours from numerical analysis, shows the high ability of applied numerical method to predict spike nozzle flow-field. Therefor it can be claimed that by using the proposed method in this research, there is no need to perform cold-flow tests during the design and construction of spike nozzles.
    Keywords: Nozzle, Spike, Plug Nozzle, Aero-Spike, Computational fluid dynamics}
  • محمد بزرگیان، مصطفی هادی دولابی*، عباس طربی
    سامانه های کنترل به وسیله جت جانبی به عنوان یک جایگزین موردپسند برای سامانه های کنترل متعارف در سال های اخیر موردتوجه قرارگرفته اند. در تحقیق حاضر که به دو بخش تقسیم می شود اثرات اندرکنش جت جانبی و جریان مستقیم مافوق صوت روی رفتار آیرودینامیکی یک پرتابه استاندارد در زاویه حمله صفر درجه مورد مطالعه قرار گرفته است. در بخش اول نتایج حاصل از بررسی تاثیر پارامترهایی نظیر مکان جت، عدد ماخ و نوع نازل به کاررفته روی ضریب فشار، ضریب و نیروی پسا و نحوه توزیع فشار روی بالک ها ارایه شده و مورد تحلیل قرار گرفته اند. در بخش دوم ضرایب پایداری طولی استاتیکی و دینامیکی پرتابه در حضور جت جانبی به دست آمده و با توجه به پارامترهای ذکر شده ارزیابی شده اند. با توجه به نتایج، مکان جت موثرترین پارامتر محسوب می شود. در بخش اول نحوه توزیع فشار روی بالک ها وابستگی بسیار زیادی به مکان جت دارد. تاثیر عدد ماخ به روی ضریب فشار و نیرو و ضریب پسا نیز قابل توجه است. همچنین تغییر توزیع فشار روی بالک ها با تغییر عدد ماخ در مکان های انتهایی بیشتر به چشم می آید. در بخش دوم تاثیر حضور جت جانبی باعث کاهش پایداری طولی استاتیکی می شود. همچنین افزایش عدد ماخ باعث کاهش پایداری طولی دینامیکی شده و تغییر مکان جت رفتاری غیرخطی روی اندازه ضریب میرایی گشتاور پیچشی ایجاد می کند، در نتیجه انتخاب مکان مناسب جت به پارامترهایی که مدنظر طراح است بستگی دارد. با توجه به نتایج به دست آمده تاثیر نوع نازل بر تمام موارد موردبررسی ناچیز بوده است.
    کلید واژگان: جت جانبی, اندرکنش, آیرودینامیک مافوق صوت, پایداری, نازل}
    Mohammad Bozorgian, Mustafa Hadi Dolabi *, Abbas Tarabi
    Lateral jet control systems are being considered as attractive alternatives to conventional control systems in recent years. In present study which is divided in two parts, the effects of lateral jet interaction with supersonic cross flow on aerodynamic behavior of a standard projectile at zero angle of attack has been studied. In the first part, results of the effects of parameters such as jet location, Mach number and nozzle type on pressure coefficient, drag coefficient, drag force and pressure distribution on the fins is presented and analyzed. In the second part, longitudinal static and dynamic stability coefficients of the projectile in presence of lateral jet has been achieved and evaluated according to the mentioned parameters. According to the results, jet location is the most effective parameter. In the first part, the pressure distribution on the fins is much dependent on jet location. Effect of Mach number on pressure coefficient, drag force and drag coefficient is also significant. Besides change of the pressure distribution on the fins comes more into sight at the final locations by variation of Mach number. In the second part, lateral jet effect leads to decreasing longitudinal static stability. Increasing the Mach number is also results in decreasing longitudinal dynamic stability and jet displacement make nonlinear behavior over pitch damping moment coefficient, therefore choosing proper jet location is depend on desired parameters of designer. According to the results, effect of nozzle type has been insignificant for all cases.
    Keywords: Lateral jet, Interaction, Supersonic aerodynamic, Stability, Nozzle}
  • محمد علی اردکانی*
    به منظور کاهش هزینه های ساخت تونل باد عمودی، نیاز است که ارتفاع نازل تونل باد را کوتاه نمود. بدین منظور مناسب است که نسبت قطر ورودی به قطر خروجی نازل و نسبت طول نازل به قطر ورودی آن را کاهش داده، همچنین نقطه عطف منحنی های نازل را به بالادست جریان تغییر داده و قسمت خروجی نازل را کوتاه نمود. با توجه به کاهش های فوق، احتمال اینکه کیفیت جریان خروجی از نازل تغییر کند وجود دارد که در این زمینه باید تحقیقات لازم انجام شود. در این تحقیقات تجربی با استفاده از جریان سنج سیم داغ توزیع سرعت جریان هوا و شدت اغتشاش های آن در خروجی نازل کوتاه شده، مورد بررسی قرار گرفت. . هنگامیکه نسبت سطح ورودی به خروجی نازل از 12 به 25/6 کاهش می یابد، نسبت شدت اغتشاش های ورودی به خروجی نازل از 2/0 به 4/0 افزایش می یابد. با استفاده از نتایج به دست آمده، می توان طول نازل را حدود 62% کاهش داد به طوری که کیفیت جریان هوا در خروجی نازل کوتاه شده قابل قبول باشد.
    کلید واژگان: نازل, توزیع سرعت جریان هوا, شدت اغتشاش های جریان هوا, جریان سنج سیم داغ}
    Mohammad Ali Ardekani*
    In order to decrease construction cost of vertical wind tunnel, it is necessary to reduce the wind tunnel nozzle length. In this regard, it is adequate to reduce the ratio of inlet to outlet diameters of the nozzle and ratio of nozzle length to its inlet diameter. In addition, shifting of the inflection point of the nozzle curves to the flow upstream and reduction of the exit section of the nozzle can result in reduction in nozzle length. These modifications may cause change in the flow quality at the nozzle exit, which has to be studied. In this experimental work, application of hot wire, velocity distribution and turbulence intensity at the nozzle exit have been investigated. When the ratio of inlet to outlet area of the nozzle reduce from 12 to 6.25, the ratio of inlet to outlet turbulence intensity increase from 0.2 to 0.4. Using the results, the nozzle length can be reduced by about 62% so that air quality in the short nozzle output is acceptable
    Keywords: Nozzle, Velocity distribution, Turbulence intensity, Hot wire anemometry}
  • زهره خدایی، محمد زارعی نژاد*، سعید شیری قیداری، کیوان باغستان

    شیر های الکتروهیدرولیک در کاربردهای مهندسی بسیار مورد استفاده قرار می گیرند. این شیر ها به عنوان عضوی واسط، امکان استفاده از کنترل الکتریکی را برای سامانه های هیدرولیکی فراهم می آورند. این شیر ها فرمان های الکتریکی را به فرمان های هیدرولیکی تبدیل می کنند. به دلیل عملکرد دقیق این شیر ها، اغتشاش در اجزای شیر موجب اختلال در فرایند کنترل مجموعه می شود. شیر های سروو الکتروهیدرولیک به وسیله شتاب محیطی بسیار تحت تاثیر قرار می گیرند. نمونه این اختلال در کاربرد های هوافضا دیده می شود. در یک شیر دومرحله ای فلاپر- نازل شتاب خارجی فشار سیال خروجی از نازل ها و هم چنین موقعیت پایای فلاپر و اسپول را تحت تاثیر قرار می دهد. اثر شتاب بر معادلات دینامیک اجزای شیر به صورت یک نیروی مجازی خود را نشان می دهد. درنتیجه هنگامی که جریان الکتریکی اعمالی صفر است، اجزای شیر از وضعیت تعادل خود جابه جا شده و عملکرد نامطلوب شیر نتیجه می شود. در این پژوهش فشار های تحریک اسپول به صورت غیر پایا مدل شده اند و اثر شتاب خارجی بر موقعیت اسپول و فلاپر در نظر گرفته شده است و درنهایت مدل به دست آمده با آزمون شیر سروو الکتروهیدرولیک در شتاب ثابت صحه گذاری شده است.

    کلید واژگان: شیر الکتروهیدرولیک, شیر فلاپر, نازل, شتاب خارجی, اصل دالامبر}
    Zohreh Khodaee, Mohammad Zareinejad, Saeed Shiry Ghidary, Keivan Baghestan

    The electrohydraulic valves are commonly used in the engineering applications. These valves, as the medium elements, prepare the hydraulic systems for the electrical control applications. For the precise performance of these valves, disturbances in the valve elements dynamics will disturb the control process of the system. The electrohydraulic servo valves are greatly affected by the external acceleration, for instance in the aerospace applications. In a two stage flapper- nozzle electrohydraulic valve, the external acceleration changes the pressure of the fluid leaving the nozzles and it affects the flapper and spool of the valve like a virtual force. Thus, when the applied current is zero, the acceleration diverts the spool of the valve from the equilibrium point, and unwanted performance in the valve occurs. In this study the pilot pressures of the spool is modeled in unsteady state condition. The effects of the acceleration on the flapper and the spool of the two stage electrohydraulic valve are investigated. At the end, the obtained model is verified by use of the experimental data.

    Keywords: Electrohydraulic valve, Flapper, nozzle valve, DAlembert principle, External acceleration}
  • محمدعلی اردکانی*
    نازل یکی از اجزای مهم تونل باد می باشد که وظیفه آن شتاب دادن به جریان هوا، کاهش غیر یکنواختی و شدت اغتشاش های آن، در خروجی نازل می باشد. به منظور کاهش هزینه ساخت در برخی تونل بادهای مدار باز مکنده، به ویژه تونل بادهای عمودی، اتاق آرامش قبل از نازل را نساخته و به جای آن دهانه ورودی به شکل ناقوس طراحی می شود. در این تحقیق تجربی، با استفاده از جریان سنج سیم داغ، جریان در ورودی و خروجی نازلی که دارای دهانه ورودی و یا فاقد آن است، مورد بررسی قرار گرفته و تاثیر دهانه ورودی بر عملکرد نازل ارزیابی می شود. نتایج نشان می دهد که عملکرد نازل در تونل بادهای از نوع دمنده و مکنده مشابه بوده، همچنین تاثیر دهانه ورودی بر عملکرد نازل در جهت کاهش شدت اغتشاش های جریان هوا قابل توجه نمی باشد، ولی استفاده از دهانه ناقوسی شکل در ورودی نازل سبب کاهش 7% تلفات می شود.
    کلید واژگان: نازل, تونل باد, دهانه ورودی, جریان سنج سیم داغ, شدت اغتشاش ها, غیریکنواختی جریان}
    M. A. Ardekani
    Nozzle is an important component of wind tunnel. Its main functions: conversion of static pressure to dynamic pressure and reduction of turbulence intensity and helping in uniformity of the velocity profile in the test section of wind tunnel. In order to reduction of wind tunnel building costs, in some wind tunnel special vertical type, setting chamber may be replaced by a bell mouth at the nozzle inlet. Experimental methods such as hot wire anemometry have been used in this research. Result show that the effect of nozzle in blowing and suction type of wind tunnels is similar. Effect of bell mouth at the nozzle inlet is not significant for turbulence intensity reduction, but bell mouth of the nozzle inlet reduce the losses of nozzle about 7%.
    Keywords: Nozzle, Wind Tunnel, Bell mouth, Hot, wire Anemometer, Turbulence Intensity}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال