جستجو در سایت :   

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی مکانیک

عنوان : شبیه‌سازی عددی پره‌های روتور پمپ توربومولکولی محوری

دانشکده فنی و مهندسی گلپایگان

دانشکده مهندسی مکانیک

 

پایان‌نامه کارشناسی ارشد

گرایش طراحی کاربردی

 

عنوان:

شبیه‌سازی عددی پره‌های روتور پمپ توربومولکولی محوری

 

استاد راهنما:

دکتر بهمن اسدی

                                                        

دی‌ماه 1392

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)

چکیده

در این پایان‌نامه، در زمینه فناوری خلأ، اهمیت، کاربرد و تأثیر این فناوری در صنعت و پیشبرد تحقیقات علمی، اصطلاحات فنی مرتبط با این فناوری، انواع پمپ‌های خلأ، کاربردها، مزیت و معایب هر یک از پمپ‌های خلأ، اهمیت مطالعه پمپ توربومولکولی محوری و کارهای انجام شده در این زمینه، مطالبی ارائه شده می باشد. تمرکز عمده بر روش‌های شبیه‌سازی جریان در رژیم‌های مختلف و نتایج حاصل از آن بوده می باشد. انواع پارامترهای هندسی پره، تاثیر گذار بر عملکرد سیالاتی پمپ معرفی و مورد مطالعه قرار گرفته می باشد. همچنین چینش و علت چینش پره‌ روتور پمپ توربومولکولی محوری اظهار شده می باشد. با انجام شبیه‌سازی دیسک حلقه‌ای دوار به روش المان محدود و با نرم‌افزار انسیس ورک بنچ و همچنین حل الاستیسیته این پایان‌نامه پی گرفته شده می باشد. در این شبیه‌سازی و حل الاستیسیته، فرض بر تغییر شکل کوچک بر اثر سرعت پایین چرخش روتور بوده می باشد. سپس شبیه‌سازی عددی پره روتور با فرض تغییر شکل بزرگ بر اثر سرعت چرخش بالای روتور صورت گرفته می باشد و برنامه کامپیوتری که بتواند از حل الاستیسیته با فرض تغییر شکل کوچک، ماکزیمم مقادیر تنش ون مایزز و تغییر شکل را در تغییر شکل بزرگ پیش‌بینی کند، تهیه شده می باشد. در ادامه دو دیسک حلقه‌ای دوار متصل به هم، حل تحلیلی و شبیه‌سازی عددی شده می باشد. همچنین پره ردیف‌های مختلف روتور پمپ توربومولکولی محوری مدل‌سازی و شبیه‌سازی عددی شده می باشد. تاثیر ضخامت و ارتفاع پره بر نتایج شبیه‌سازی ارائه شده می باشد. در ادامه تاثیر پروفیل‌های مختلف پره بر نتایج شبیه‌سازی مورد مطالعه قرار گرفته می باشد. در پایان مدل جدیدی از پره روتور ساخته شده از دو جنس ارائه و مورد مطالعه و مقایسه با پره ساخته شده از یک جنس قرار گرفته می باشد. خاطر نشان می گردد در قسمت‌هایی مانند دیسک روتور که نتایج به صورت تحلیلی قابل به ارائه بوده می باشد، تهیه و برای اعتبارسنجی شبیه‌سازی عددی مورد بهره گیری قرار گرفته می باشد. حل تحلیلی و شبیه‌سازی عددی مطابقت خوبی داشته‌اند.

کلمات کلیدی: خلأ، پمپ توربومولکولی، شبیه‌سازی، پره روتور، تحلیل تنش و کرنش، دیسک حلقه‌ای دوار، پروفیل

 

فهرست مطالب

صفحه تصویب‌نامه                                                                                                          الف

گواهی صحت و اصالت پایان نامه و مجوز بهره برداری                                                                ب

 

1- فصل اول: مقدمه  1

1-1-     تعریف مسأله  2

1-2-     ضرورت و اهمیت مطالعه تکنولوژی سیستم‌های خلأ   4

1-2-1- ویژگی‌های فناوری سیستم‌های خلأ   4

1-3-     معرفی تکنولوژی خلأ   5

1-3-1- تعریف خلأ یا وکیوم  6

1-3-2- کاربردهای خلأ و فرایندهای متداول تحت سیستم‎های خلأ   6

1-3-2-1-       کاربرد خلأ در صنایع   9

1-3-3- اصطلاحات مورد بهره گیری در فیزیک خلأ   10

1-3-3-1-       واحد‌های خلأسنجی   11

1-3-3-2-       مسیر یا پویش آزاد میانگین   12

1-3-3-3-       اعداد بی‌بعد رینولدز و نادسن   13

1-3-3-4-       نسبت تراکم پمپ    14

1-3-3-5-       سرعت پمپاژ  14

1-3-3-6-       ظرفیت پمپاژ  14

1-3-3-7-       نشت    15

1-3-4- تقسیم‌بندی خلأ به مناطق گوناگون بر اساس محدوده فشار  15

1-3-5- رژیم‌های مختلف جریان گازی   16

1-3-5-1-       جریان پیوسته یا لزج   17

1-3-5-2-       جریان لغزشی یا انتقالی یا نادسن   18

1-3-5-3-       جریان مولکولی   19

1-4-     انواع پمپ‌های خلأ و کاربردهای آن‌ها 21

1-4-1- پمپ‌های ایده‌آل   22

1-4-2- پمپ‌های واقعی   22

1-4-3- انواع پمپ‌های خلأ   25

1-4-3-1-       پمپ‌های ایجاد کننده خلأ کم و متوسط   26

1-4-3-2-       پمپ‌های ایجاد کننده خلأ بالا و فوق بالا  26

1-5-     پمپ توربومولکولی محوری   32

1-5-1- ضرورت مطالعه پمپ توربومولکولی محوری   34

1-6-     پیشینه پژوهش     37

 :دانلود فایل متن کامل پایان نامه در سایت sabzfile.com

1-7-     اهداف پژوهش حاضر  42

1-8-     رئوس مطالب پژوهش   43

1-9-     نکات منحصر به فرد پایان‌نامه  45

2- فصل دوم: مطالعه جریان سیال در پمپ توربومولکولی محوری  

2-1-     مبانی تئوری جریان مولکولی  

2-1-1- انواع مدل‌های ریاضی جهت مطالعه جریان در پمپ توربومولکولی  

2-1-2- تاریخچه کاربرد روش مونت کارلو 

2-1-3- حل مستقیم جریان مولکولی به روش مونت کارلو 

2-1-4- حل مستقیم جریان مولکولی به روش ذره نمونه مونت کارلو 

2-1-5- برخورد مولکول‌های گاز در حال تعادل با سطح جامد 

2-1-6- مطالعه اثر دو مشخصه مهم پمپ توربومولکولی  

2-1-7- مطالعه اثر سرعت و زاویه پره بر عملکرد پمپ توربومولکولی محوری  

2-2-     مطالعه اثر نشتی بر عملکرد پمپ توربومولکولی محوری  

2-3-     مطالعه اثر تغییر زاویه گوه پره بر عملکرد پمپ توربومولکولی محوری در مقایسه با پره‌های موازی  

2-4-     مطالعه اثر ارتفاع پره بر عملکرد پمپ توربومولکولی محوری  

2-5-     مطالعه اثر فاصله دو پره به وتر پره بر عملکرد پمپ توربومولکولی محوری  

2-6-     مطالعه اثر لقی بین روتور و استاتور بر عملکرد پمپ توربومولکولی محوری  

2-7-     مطالعه تاثیر پروفیل بدنه پره روتور بر عملکرد پمپ توربومولکولی محوری  

2-8-     مطالعه افزایش عملکرد پمپ توربومولکولی محوری با ترکیب پمپ مولکولی درگ   

2-9-     مطالعه و مقایسه عملکرد چند پمپ تجاری توربومولکولی  

2-10-نتیجه‌گیری  

2-11-ساختار و چگونگی چینش پره‌های پمپ توربومولکولی محوری  

3- فصل سوم: شبیه‌سازی دوبعدی دیسک و سه‌بعدی پره‌های پمپ توربومولکولی محوری  

3-1-     روش‌های حل عددی   Error! Bookmark not defined.

3-1-1- روش تفاضل محدود 

3-1-2- روش المان محدود 

3-1-3- روش المان مرزی  

3-2-     معرفی برنامه انسیس ورک بنچ  

3-3-     حل تحلیلی و عددی دو بعدی دیسک حلقه‌ای دوار 

3-3-1- مبانی نظری و استخراج معادلات با فرض الاستیسیته مسأله 

3-3-2- ویرایش و اصلاح معادلات استخراجی از حل الاستیسیته 

3-3-2-1-       معادلات اصلاحی ویرایش شده 

3-3-2-2-       نتایج معادلات اصلاحی دیسک حلقه‌ای در سرعت چرخش 18000 دور بر دقیقه 

3-3-2-3-       نتایج معادلات اصلاحی دیسک حلقه‌ای در سرعت چرخش 250000 دور بر دقیقه 

3-3-3- مطالعه تاثیر سرعت زاویه‌ای بر حداکثر جابه‌جایی، تنش دیسک حلقه‌ای دوار 

3-3-4- حداکثر سرعت زاویه‌ای مجاز دیسک حلقه‌ای دوار 

3-4-     حل تحلیلی و عددی دو بعدی، دو دیسک حلقه‌ای دوار متصل به هم  

3-5-     حل عددی سه بعدی دیسک و پره‎های روتور پمپ توربومولکولی   Error! Bookmark not defined.

3-5-1- تاثیر پارامترهای آیروالاستیسیته بر پره‌های پمپ توربومولکولی محوری  

3-5-2- مطالعه پدیده خزش در پره‌های روتور پمپ توربومولکولی  

3-5-3- مدل و ابعاد پره‎های روتور پمپ توربومولکولی محوری   Error! Bookmark not defined.

3-5-4- فرضیات مساله  Error! Bookmark not defined.

3-5-5- مقایسه نتایج شبیه‌سازی یک ردیف کامل پره‌ با یک پره با شرط پریودیک و شرط تکیه‌گاه بدون اصطکاک    Error! Bookmark not defined.

3-5-6- مقایسه نتایج حاصل از شبیه‌سازی پره ردیف‌های مختلف روتور پمپ توربومولکولی محوری  

3-5-7- تاثیر ضخامت پره بر نتایج شبیه‌سازی یک ردیف پره روتور پمپ توربومولکولی محوری   Error! Bookmark not defined.

3-5-8- تاثیر ارتفاع پره بر نتایج شبیه‌سازی یک ردیف پره پمپ توربومولکولی محوری   Error! Bookmark not defined.

3-5-9- تاثیر پروفیل‌های مختلف پره بر نتایج شبیه‌سازی پره روتور پمپ توربومولکولی محوری   Error! Bookmark not defined.

3-5-10- مطالعه نتایج حاصل از شبیه‌سازی پره روتور پمپ توربومولکولی محوری ساخته شده از دو جنس متفاوت….

4- فصل چهارم: اعتبارسنجی و صحت‌سنجی نتایج   47

4-1-     اعتبارسنجی تحلیل استاتیکی خطی با فرض تغیییر شکل کوچک    48

4-1-1- تحلیل استاتیکی خطی تیر دو سر گیردار  48

4-2-     اعتبارسنجی تحلیل استاتیکی غیر خطی با فرض تغییر شکل بزرگ    50

4-2-1- تحلیل استاتیکی غیر خطی صفحه دایروی تحت فشار یکنواخت    50

4-2-2- تحلیل استاتیکی غیر خطی صفحه یک سرگیردار  51

4-3-     مطالعه عدم وابستگی نتایج شبیه‌سازی‌ پره روتور پمپ توربومولکولی محوری به مش     53

4-4-     مطالعه تغییرات ماکزیمم تنش ون مایزز و تغییر شکل کلی با سرعت چرخش روتور  56

5- نتیجه‌گیری و پیشنهادات   58

5-1-     نتیجه‌گیری   59

5-2-     پیشنهادات   60

6- منابع و مراجع   62

پیوست (مقالات)

1-        فصل اول: مقدمه

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   دانلود پایان نامه ارشد : دینامیک وکنترل فازی تطبیقی مد لغزشی زمان محدود روبات موازی هگزا

1-1-   تعریف مسأله

امروزه سیستم‌های وکیوم یا خلأ در صنایع مختلف کاربرد زیادی پیدا کرده می باشد. محیط‌های خلأ دو ویژگی اساسی دارند. اولین ویژگی این می باشد که محیطی تمیز با قابلیت کنترل عوامل ناخواسته که برای انجام فرایندهای خاص فیزیکی و شیمیایی به محیط‌های ویژه نیاز دارند، را ایجاد می کند و دیگر اینکه تغییرات اساسی در خواص فیزیکی مواد نظیر کاهش نقطه ذوب و تبخیر را موجب می گردد. این دو ویژگی کلید انجام بسیاری از فرایندهای علمی در محیط خلأ می‌باشند. از سوی دیگر، خلأ شرایط جو زمین را نیز شبیه‌سازی می کند. این امر امکان انجام آزمایش‌های بسیاری که برای سفرهای فضایی حیاتی می باشد و انجام آن در داخل جو زمین ممکن نیست را در روی زمین میسر می‌نماید. امروزه با بهره گیری از ویژگی‌های فوق فرایندهای بسیاری در محیط خلأ انجام می شوند و امکان تولید بسیاری از محصولات با فناوری بالا فراهم شده می باشد. خلأ در پیشرفت صنایع الکترونیک، شیمیایی، پزشکی، دارو‌سازی، صنایع غذایی، متالوژی و خودرو تأثیر عمده‌ای را اعمال می کند. مورد هایی که در زندگی روزانه کاربردهای وسیعی دارند، نظیر سلولهای خورشیدی، قطعات نیمه‌هادی‌ها نظیر حسگرها و آی سی‌ها، شیشه‌های عایق حرارتی، بسیاری از ابزارهای مکانیکی برشی با مقاومت سطحی بالا، عینک‌های طبی و آفتابی، ضدعفونی محصولات کشاورزی، تولید مواد شیمیایی، بازرسی جوش، تولید دیسک‌های فشرده کامپیوتری، ساخت کامپوزیت‌ها، ساخت بدنه یخچال، تعمیر سیستم‌های سرد کننده، تعویض روغن اتومبیل تنها نمونه‌هایی از کاربردهای وسیع خلأ می‌باشند. به علاوه خلأ تأثیر مهمی در حوزه‌های پژوهش و توسعه و تکنولوژی زیستی اعمال می کند، به گونه‌ای که این فناوری را می‌توان کلید دستیابی به حوزه فناوری‌های میکرو و نانو قلمداد نمود.

با در نظر داشتن کاربردهای وسیع و کلیدی فناوری خلأ در زمینه‌های مختلف علوم و صنایع، ضروری می باشد تا اقدامات گسترده و نظام‌مندی در جهت بومی‌سازی این فناوری در کشور انجام پذیرد. در این

راستا، یکی از راهبردهای اصلی، گسترش پژوهش و توسعه برای طراحی و ساخت سیستم‌ها و تجهیزات مربوط به این فناوری می‌باشد.

در سال‌های اخیر در نظر داشتن فناوری خلأ در کشور به تدریج اهمیت خود را به دست آورده می باشد. فناوری خلأ بالا، امروزه کاربرد بسیاری در صنعت داشته و در اکثر زمینه‌ها تأثیر موثری را اعمال می‌نماید. دستیابی به دانش طراحی و ساخت تجهیزات خلأ بالا امروزه یکی از دستاوردهای مهم و پر اهمیت هر کشور به‌شمار می‌آید. وظیفه اصلی در ایجاد محیط خلأ بر عهده انواع پمپ‌های تولیدکننده خلأ می‌باشد. در این پایان‌نامه نیز هدف، مطالعه گوشه‌ای از دنیای وسیع طراحی تجهیزات خلأ یعنی پمپ‌های توربومولکولی محوری می‌باشد.

پمپ توربومولکولی محوری قادر به ایجاد خلأ بسیار بالا تا فشار (10-10) پاسکال می‌باشد. در فناوری خلأ این پمپ‌ به علت های متعددی زیرا تمیز بودن، سازگاری، راه اندازی سریع پمپ، قابلیت پیش‌بینی خلأ تولید شونده، سادگی عملیات و درجه بالای اعتبار از بعد عملیاتی، به گونه گسترده در تولید خلأ بالا و خیلی بالا مورد بهره گیری قرار می‌گیرد.

بنابر کاربرد وسیع فناوری خلأ در توسعه تکنولوژی و پیشبرد اهداف پژوهشی- صنعتی و تأثیر ویژه پمپ‌های توربومولکولی در ایجاد خلأ بالا، شبیه‌سازی پره‌های پمپ توربومولکولی و افزایش عملکرد آن، امکان دستیابی به محدوده خلأ بالاتری را موجب خواهد گردید. پس در این پایان‌نامه تحلیل و شبیه‌سازی عددی پره‌های روتور پمپ توربومولکولی محوری به عنوان هدف اصلی مد نظر بوده می باشد. در این راستا تأثیر پارامترهای هندسی گوناگون مانند ارتفاع، ضخامت  اثرات پروفیل پره، در حین شبیه‌سازی مورد مطالعه قرار گرفته می باشد. شایان ذکر می باشد حداکثر نسبت تراکم، حداکثر سرعت بی‌‌بعد، حداکثر تغییر شکل پره[1] و حداکثر تنش ون‌مایزز ناشی از اثرات گریز از مرکز، تأثیرگذار

اصلی بر عملکرد پمپ توربومولکولی می‌باشند. با در نظر داشتن موردها مذکور، کوشش بر یافتن شرایط بهینه برای نیل به ماکزیمم راندمان شده می باشد.

تعداد صفحه :79

قیمت : 14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

پشتیبانی سایت :        ****       serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  *** ***

دسته‌ها: رشته مکانیک