معمولا در مراحل مربوط به طراحی پمپها با معلوم بودن سرعت مخصوص، تعداد پره ها معلوم فرض می گردد. بعنوان مثال در طراحی پروانه به روش استپانوف، صرفا براساس تجربه تعداد پره ها بین 5 تا 6 عدد فرض شده، ولی در روش طراحی لبانوف، با معلوم بودن سرعت مخصوص و زاویه خروجی پره و نسبت هد ماکزیمم به هد طراحی پمپ، تعداد پره ها از طریق منحنی های تجربی بدون بررسی میزان راندمان، تعیین می گردد. تحقیقات بعمل آمده نشان می دهد که با افزایش تعداد پره ها و به سبب آن کاهش فاصله بین دو پره مجاور، میزان انرژی مبادله شده بین سیال و ماشین بدلیل زیاد شدن سطح کل پره ها، افزایش می یابد. همچنین با کاهش تعداد پره ها و افزایش فاصله بین دو پره متوالی، اثرات هد پره بر پره مجاور ناچیز شده و هد پره دارای عملکرد بالایی می باشد، البته به دلیل زیاد بودن فاصله بین پره ها، تغییر جهت متوسط سیال عبوری از بین پره ها کم شده و حتی ممکن است قسمت اعظم سیال بدون تغییر جهت از بین پره ها عبور کند. بنابراین با افزایش تعداد پره ها، بازده هد پمپ کمتر شده ولی تغییر جهت متوسط سیال عبوری از بین پره ها بیشتر شده و در نتیجه انرژی مبادله شده بین سیال و چرخ بیشتر می گردد.اما این موضوع به مفهوم این نیست که با افزایش تعداد پره ها، راندمان بالا می رود. زیرا با افرایش تعداد پره ها سطح تماس بین سطوح پره ها و سیال عبوری زیادتر شده و افت اصطکاکی افزایش پیدا می کند. بنابراین باید به دنبال یک اپتیمم تعداد پره در مورد هر ماشین باشیم. در این پایان نامه، تاثیر تعداد پرههای چرخ در راندمان پمپ گریز از مرکز نوع 65-200 هنگام انتقال آب بصورت عددی و با استفاده از نرم افزار فلوئنت بررسی شده است.در ابتدا هندسه پمپ گریز از مرکز نوع 65-200 در شش مرحله جداگانه برای تعداد پره های 3و 4و 5و 6و 7و 8 در نرم افزار گمبیت ترسیم و شبکه بندی شده و سپس به نرم افزار فلوئنت ارسال شده و با فرض جریان تراکم ناپذیر، آشفته و دوبعدی آب در داخل پمپ شبیه سازی شده، مورد تحلیل عددی قرار گرفتند.در شبیه سازی عددی از مدل rng ?-? و برای حل معادلات حاکم بر جریان از الگوریتم simple استفاده شده است. در این پژوهش مشاهده گردید که با افزایش تعداد پره از 3 تا 8 عدد، ابتدا با افزایش تعداد پره از 3 تا 5 ، مقادیر هد واقعی و راندمان پمپ افزایش یافته و سپس با افزایش تعداد پره از 5 تا 8 عدد، این مقادیر کاهش می یابد.در نتیجه مقدار اپتیمم تعداد پره برای پمپ مورد بررسی این تحقیق 5 عدد تعیین گردید.

صدمه کوفتگی ناشی از ضربه جزو انواع اصلی صدمات مکانیکی پس از برداشت میوه می باشد. از جمله روش های تعیین میزان کوفتگی در میوه ها، استفاده از مدل سازی و شبیه سازی می باشد. روش المان گسسته (discrete element method) یا dem یک روش عددی است که رفتار دینامیکی ذرات را در برخورد با یکدیگر مورد بررسی قرار می دهد. در توصیف یک برخورد داشتن مدل نیروی برخورد بین ذرات، ضروری است. مدل های نیروی برخورد کلید اصلی شبیه سازی به روش المان گسسته می باشند.در این پژوهش پارامترهای مدل نیروی برخورد نرمال (سفتی و مستهلک کننده) بر پایه مدل برخورد ویسکوالاستیک کوابارا و کونو محاسبه و اعتبار سنجی شد. اثرات عواملی مانند سرعت ضربه، شعاع انحنا و سفتی آکوستیک بر روی متغیر های ذکر شده ارزیابی گردید. در بحث نیروی مماسی، ضریب اصطکاک استاتیکی برای دو حالت میوه با میوه و میوه با چوب اندازه گیری شد. در مرحله بعد، مدل های پیش بینی کوفتگی تعیین شدند. در این مدل ها، انرژی برخورد یا بیشینه نیروی برخورد به عنوان متغیرهای مستقل و حجم کوفتگی به عنوان متغیر وابسته در نظر گرفته شد. علاوه بر این، خصوصیات میوه شامل سفتی، دما و شعاع انحناء نیز به عنوان متغیرهای مستقل در نظر گرفته شدند. برای شبیه سازی ارتعاش میوه ها برنامه ای در نرم افزار matlab نوشته شد و شرایط اولیه و سایر پارامترهای شبیه سازی در برنامه لحاظ گردید. مرحله بعد، کوفتگی میوه سیب بوسیله لرزاننده و در سطوح شتاب و فرکانسی مختلف اندازه گیری شد. سرانجام اعتبار مدل های کوفتگی از طریق برآورد حجم کوفتگی به وسیله شبیه سازی ارتعاش ناشی از حمل و نقل برای هر ذره، با در نظر گرفتن شرایط یکسان برای ذرات (تعداد ذره، دامنه و فرکانس ارتعاش، شعاع ذرات، ابعاد جعبه، سرعت اولیه ذرات و پارامترهای نیروی برخورد)، و مقایسه آن با کوفتگی واقعی حاصل از لرزاننده که در آزمایشگاه اندازه گیری شد، تعیین گردید. به طور کلی نتیجه گرفته شد که روش شبیه سازی dem می تواند رفتار میوه را در بررسی صدمات مکانیکی آن مورد مطالعه قرار دهد.

طراحی، کنترل و بهینه سازی ربات ماهی جهت عیب یابی خلاصه: الهام گیری از طبیعت برای تولید محصولات رفع کننده ی نیاز های بشری همواره مورد توجه انسان بوده است. در این مقاله ابتدا به مقایسه قابلیت های انواع ربات ماهی های مقلد می پردازیم و سپس با توجه به بررسی خواص ربات ماهی ها و خواص مد نظر از تولید ربات ماهی، به طراحی مکانیزم و شیوه ی کنترل وایرلس نوعی ربات ماهی می پردازیم که برای ساخت آن از ماهی تیغه ای (knife fish) الهام گرفته ایم. کلمات کلیدی: الهام گیری از طبیعت، ماهی تیغه ای، ربات ماهی، سیستم کنترل وایرلس. مقدمه: در ساختار ونحوه ی عملکرد وسایل مقلد طبیعت از موجوداتی مانند حشرات، ماهی ها و پرندگان الگو برداری شده است. در این بین حرکت و مانور در آب از جایگاه خاصی برخوردار است. ماهی ها و بیشتر حیوانات آبزی شناگران کارامدی هستند که قابلیت قابل توجهی در مانور و حفظ تعادل دارند. حرکت ماهی ها برای تولید نیروی پیشران به دو صورت کلی انجام می گیرد: نوع اول تولید موج در باله های کناری، زیرین شکمی و پشتی کمری(median and/or paired fin, mpf) و نوع دوم تولید موج در بدن و باله دمی (body and/caudal fin, bcf) است. طی بررسی های انجام شده برای ارضاء خواسته های مد نظر ما گونه mpf برگزیده شد. همانگونه که در شکل(1) آمده است، این ربات دارای یک باله ی موجی در قسمت زیرینش است که با تولید موج سینوسی، نیروی لازم را برای پیشروی و مانور ربات فراهم می کند. در این باله از هشت سرووموتور استفاده شده است. این ربات همچنین برای تغییر جهت و عمق، از یک سیستم مکانیکی شامل دوسروو موتور استفاده می کند. شکل(1): مدل شماتیک ربات ماهی این ربات به کمک یک دسته کنترلی و توسط سیستم وایرلس، فرمانهای لازم را برای حرکت و مانور به بورد کنترلی نصب شده بر روی ربات ارسال می کند و بدین ترتیب کنترل ربات از بیرون استخر امکان پذیر می شود. در این مقاله از دو مدار برای کنترل موتورها استفاده شده است، که به کمک این مدارها توانستیم دور، سرعت و اختلاف فاز موتورهای مجاور را در شش موتور موجود در باله و همچنین دور، سرعت و جهت حرکت دو موتور کنترل جهت و عمق را از فاصله 150 متری کنترل کنیم. بهینه سازی حرکتی ربات ماهی و طراحی سیستم تصویربرداری از جمله اقدامات اساسی در ساخت این ربات ماهی است. از کاربرد های این ربات می توان به امور شناسایی و انهدام اهداف مشخص نظامی، حرکت و مانور در لوله ها و مخازن حاوی سیالات شیمیایی به منظور کنترل نشتی و عیب یابی و همچنین توانایی حمل بار با کنترل چگالی و تنظیم جهت نیروی پیشران نام برد. در پایان تحلیل های تجربی و مقایسه آن با بررسی های دیگر پژوهشگران می آید.

با توجه به اهمیت پمپاژ سیالات ویسکوزتوسط توربوماشین ها، ضرایب افت پارامتر های هیدرولیکی به هنگام پمپاژ سیالات ویسکوز در این پایان نامه مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور پمپ صنعتی نمونه در مدار تست تجربی قرار گرفته است و سه سیال با ویسکوزیته ی متفاوت در مدار تست پمپاژشده اند.پارامترهای مورد نیاز ازقبیل فشارمکش و فشار رانش، برای هرمرحله قرائت شده اند.همچنین هندسه ی پمپ مورد نظرتوسط نرم افزارgambit شبکه بندی شده است و درنرم افزار fluent مورد تحلیل قرار گرفته است.برای تمامی مراحل تست تجربی،جریان توسط نرم افزار مذکور شبیه سازی شده است و کانتورهای فشاراستخراج شده اند.بااستفاده از روابط و روند های تشریح شده درمتن پایان نامه،مقادیرهد پمپ،توان مصرفی،توان خروجی وراندمان کل برای تمامی مراحل محاسبه وارائه شده اند. مقادیرمحاسبه شده از حل عددی با مقادیر به دست آمده ازتست تجربی،هم خوانی قابل قبولی دارند. نتایج تحقیقات نشان می دهد که، با افزایش ویسکوزیته ی سیال مقادیرهد پمپ وهمچنین راندمان کل کاهش پیدا میکنند.و مقادیر توان مصرفی افزایش می یابند.که علت این امرصرف شدن بخش عمده ای از توان ورودی پمپ برای غلبه بر مقاومت مضاعف سیال در برابر جاری شدن می باشد.هم چنین با استفاده از نرم افزار آماری spssروابطی برای پارامتر های هیدرولیکی بر اساس ویسکوزیته ی سیال عامل استخراج شده است.این روابط امکان پیش بینی معقولی از عملکرد پمپ مذکور را در شرایط جدید،یعنی پمپاژ سیالات ویسکوز،تنها با دردست داشتن لزجت سینماتیکی سیال عامل فراهم می آورد.

در موتورهای احتراق داخلی انژکتوری، شکل افشانه سوخت و کیفیت اتمیزه شدن آن تأثیر قابل ملاحظه ای برعملکرد موتور و آلاینده های خروجی آن دارد. بطوریکه تأثیر مشخصات افشانه در افزایش راندمان و کاهش آلاینده ها موضوع تحقیق اکثر مطالعات در زمینه موتورهای احتراق داخلی در چند سال اخیر بوده است. افشانه سوخت در اغلب موتورهای احتراق تراکمی تحت تأثیر پدیده کاویتاسیون داخل روزنه انژکتور می باشد که این پدیده یکی از مهمترین عوامل در تعیین مشخصات اسپری است. در کار حاضر بر اساس یک شکل هندسی مشخص از نازل، تأثیر پدیده کاویتاسیون برمشخصات اسپری از قبیل طول نفوذ افشانه، میانگین قطر قطرات، توزیع میدان سرعت افشانه سوخت ، زاویه مخروط افشانه، تبخیر و نحوه توزیع جرمی افشانه سوخت در فشارهای مختلف ورودی بصورت عددی بررسی شده است. نرم افزار به کار رفته برای شبکه بندی و حل معادلات جریان کد تجاری fire می باشد که مبتنی بر روش حجم محدود میباشد، به منظور ایجاد کاویتاسیون و بررسی تأثیر آن بر مشخصات اسپری، ابتدا جریان دو فازی داخل روزنه در فشارهای مختلف ورودی از 10mpa تا150mpa حل شده اند و با در نظر گرفتن نتایج خروجی نازل به عنوان شرایط مرزی در فضای اسپری نرم افزار بصورت یک فایل از قبل تعریف شده، افشانه سوخت در این فضا حل شده و عمل کوپلینگ در این مرحله انجام شده است ودر نهایت نتایج با نتایج تجربی شرکت daimler chrysler مقایسه شده که این مقایسه صحت نتایج بدست آمده از کار عددی حاضر را تا حدود زیادی نشان می دهد.

در این پایان نامه سعی میشود شکل دادن صفحات فلزی بر اثر رشد و فروپاشی یک حباب حاصل از اعمال یک انرژی موضعی بررسی شود. این مسئله از نقطه نظر شکل دادن صفحات فلزی در مقیاس میکرو و یا در مقیاس ماکرو بسیار حائز اهمیت میباشد. جریان سیال حول حباب حاصل از اعمال یک انرژی موضعی، غیرلزج و غیر قابل تراکم در نظر گرفته شده و از کشش سطحی صرفنظر میشود. در نتیجه این جریان را میتوان پتانسیلی فرض کرد. لذا میتوان معادله لاپلاس و در نتیجه انتگرال گرین را بر آن اعمال نمود. تغییر شکل صفحه فلزی نیز بصورت دائمی بوده و این صفحه رفتار پلاستیک از خود نشان خواهد داد. اعمال انرژی موضعی میتواند توسط پرتوهای لیزری صورت بگیرد و میتوان از انرژی های خیلی کم تا انرژی های قابل توجه در یک نقطه از سیال اعمال نمود و برای کاربردهای تغییر شکل فلزات از مقیاس میکرو تا مقیاس ماکرو از این روش استفاده کرد. این تحقیق بصورت عددی انجام شده و گسسته سازی میدان سیال و مرزها ترکیبی از روش های المان مرزی و تفاضلات محدود خواهد بود. زمانی که محدوده تغییر مکان صفحه مزبور به مقدار بیشتر از حد تسلیم برسد، رفتار صفحه از حالت الاستیک خارج میشود و این پدیده بر دینامیک حباب مجاور تأثیر فراوانی خواهد داشت. مشاهده میشود که در این حالت صفحه انرژی بیشتری از حباب را جذب نماید که این پدیده نیز باعث عدم تشکیل جت-های ضربه ای در طی مرحله فروپاشی حباب میشود. برای مدل کردن و فرمولاسیون مسئله میتوان فرض نمود که شکل صفحه فلزی در هر لحظه قطاعی از یک کره است. با این فرض تحلیل جابجایی پلاستیک صفحه بسیار ساده تر میشود و میتوان از قضیه کار و انرژی برای مدل نمودن مسئله استفاده کرد.

چکیده جریان جابجایی آزاد جریانی کم سرعت می باشد، پس ذاتاً تراکم ناپذیر بوده و همگرایی کندی دارد. جابجایی آزاد در محفظه نیز یکی از ساده ترین مسائل جریان سیال پیوند غیرخطی بوده و حاملی مناسب برای توسعه ی تحلیل ها و الگوریتم های عددی جدید به شمار می آید. در این مطالعه تحلیل عددی با حجم محدود برای جابجایی آزاد آرام در یک محفظه شامل پله ی وارون گرم شده، انجام شده است. برای محاسبه شارهای جابجایی از دو طرح جیمسون و رضوی- زمزمیان استفاده شده است. طرح رضوی- زمزمیان برای نخستین بار برای جریان جابجایی آزاد توسعه یافته و از نظر سرعت همگرایی با طرح جیمسون مقایسه شده و نتایج نشان می دهد که سرعت همگرایی بسیار مطلوبی دارد. تاثیر عدد رایلی(ra) و ابعاد هندسی محفظه بر ساختار جریان و خصوصیات انتقال-گرما به طور دقیق بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که وجود پله ی وارون برای ra=107وpr=0.71 می تواند باعث افزایش ضریب انتقال گرما در حدود 32% شود. افزایش ضریب انتقال گرما با کاهش رایلی بیشتر می شود. تاثیر فاصله ی بی بعد بین پله ی وارون و صفحه ی خنک شونده(l2) ، بر روی عدد ناسلت متوسط (nu) ?، برای سیستم با رایلی کوچکتر بیشتر حائز اهمیت است. افزایش ارتفاع بی بعد صفحه ی عایق عمودی (h2) موجب افزایش (nu) ? می شود.

در پایان نامه ارائه شده، جریان خون در یک انشعاب کرونری با یک شاخه غیر همسطح به صورت عددی مدل سازی گشته است. جریان به صورت پالسی، سه بعدی و آرام و دیواره رگ به صورت الاستیک در نظر گرفته شده است. ابتدا جریان در یک انشعاب با زاویه ?90 به صورت نیوتنی و غیر نیوتنی بررسی شده و نتایج با هم مقایسه گردیده است. سپس جریان غیر نیوتنی خون در انشعابات با زاویه ?60 و ?75 مورد مطالعه قرار گرفته و اثر زاویه انشعاب بر مشخصات همودینامیکی جریان خون، توزیع تنش برشی دیواره ای و پروفیل سرعت مورد بررسی قرار گرفته است. در آخر نیز جریان با گرفتگی مشخص و رگ پیوندی با زوایای ?60 و ?90 مورد مطالعه قرار گرفته و تأثیر زاویه ی رگ پیوندی بر مشخصات جریان مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات با استفاده از نرم افزار ansys cfx 12.1 و با استفاده از کوپل بین نرم افزار cfx که از روش حجم کنترل برای حل معادلات قسمت سیال، و نرم افزار ansys که از روش المان محدود برای حل معادلات قسمت جامد یا همان دیواره رگ استفاده می کنند، به صورت عددی حل شده است. نتایج نشان می دهد که زاویه انشعاب و زاویه رگ پیوندی و سایر مشخصات فیزیکی جریان، تأثیر به سزایی بر همودینامیک جریان خون داشته و می تواند برای درمان و پیشگیری از بیماری های قلبی و عروقی که ارتباط مستقیمی با مشخصات همودینامیکی جریان خون دارند، مورد استفاده قرار گیرد.

از جمله چالش های پیشروی محققین در رابطه با جریان های دو فازی، استفاده از تکنیک های افزایش انتقال جرم و حرارت جهت بالا بردن بازده واحد های صنعتی می باشد. یکی از این روش های فعال، استفاده از میدان الکتریکی با ولتاژ بالا است که اصطلاحاً الکتروهیدرودینامیک (ehd) نامیده می شود. استفاده از این روش در واحد های صنعتی مدرن، به علت توان مصرفی پایین در مقایسه با راندمان آن بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این پایانامه، رفتار ستون حباب به عنوان جریان های دو فازی، با ساخت سکوی آزمایش و دستگاه های مربوطه، بصورت تجربی مورد مطالعه قرار می گیرد. در این دستگاه ها، با در نظر گرفتن آرایش های الکترودی مختلف برای ایجاد میدان الکتریکی یکنواخت (uniform) تاًثیر اعمال ولتاژ بالا، بر روی پارامترهای مختلف جریان در ستون حباب نظیر رشد، تغییرشکل و سرعت صعود حباب ومیزان انحراف ستون وهم چنین میزان ترکیب و برخورد بازگشتی حباب ها در یک مایع ساکن بررسی می شود.

امروزه استفاده از بیوراکتورهای بستر سیال در صنایع نفت،شیمیایی،غذایی و دارویی به علت مزایای متعدد آن رو به گسترش است .جهت افزایش کارآیی و عملکرد این نوع از بیورآکتورها ،شبیه سازی آنها امری اجتناب ناپذیر است که استفاده از روش cfd ، یکی از راه کارهای نیل به این هدف می باشد. پدیده خوردگی سالانه خسارات زیادی به صنایع مختلف تحمیل می کند . یکی از عوامل اساسی خوردگی در صنایع مختلف ، اکسیژن محلول در آب است بنابراین شبیه سازی کاهش اکسیژن محلول،هدف این پروژه می باشد. در گذشته روش های شیمیایی متعددی جهت حذف اکسیژن محلول استفاده شده است اما در این روش از آنزیم استفاده شده که برای اولین بار می باشد. برای این منظور،از آنزیم گلوکز اکسیداز بر پایه fe3 o4 استفاده شده است.برای شبیه سازی به کمک دینامیک سیالات محاسباتی از نرم افزار های gambit 2.4 و fluent6.3 استفاده شده است. پارامتر های متعددی در دامنه وسیعی از اعداد مورد آزمایش و بررسی قرار گرفت که داده های حاصل از شبیه سازی با نتایج به دست آمده از آزمایشات تجربی مطابقت دارند

در سالهای اخیر تحقیقات زیادی در مورد بررسی توربو ماشین انجام گرفته است که یکی از این موارد بررسی کاویتاسیون در پمپ است. کاویتاسیون در ماشینهای هیدرولیکی پدیده نا خواسته ای است که از پیامد های آن می توان به ناپایداریهای جریان ، ارتعاشات اضافی ، خرابی سطوح و کاهش عملکرد دستگاه اشاره کرد. امروزه میل به افزایش دادن توان خروجی ماشینهای هیدرولیکی به همراه کوچک سازی ابعاد آن به منظور کاهش هزینه قطعات باعث می شود که سرعت دوران افزایش یابد و به تبع آن ماشین به سمت کاویتاسیون سوق پیدا می کند. کاویتاسیون روند هیدرودینامیکی تشکیل، انتقال و از هم پاشیدگی حبابهای متراکم گاز و بخار در یک مایع می باشد. در تحقیق حاضر تاثیر تعداد پره بر کاویتاسیون در پمپ به دو صورت تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور از پمپ سانتریفیوژ مدل 250-65 ساخت شرکت پمپ ایران با دو نوع پروانه با تعداد پره های 3 و 6 تحت آزمایش کاویتاسیون قرار گرفت. سکوی آزمایش که برای این کار طراحی شده از نوع بسته می باشد وپمپ با دو پروانه با تعداد پره های سه و شش در سه دبی گوناگون تحت آزمایش npsh قرار گرفت و سیال استفاده شده در مدار آب می باشد. نتایج نشان می دهد که هد پمپ در حالت کارکرد با پروانه شش پره افزایش می یابد و همچنین با افزایش تعداد پره از 3 به 6 npshr پمپ حدود نیم متر کاهش می یابد.برای تحلیل عددی ابتدا هندسه پروانه در نرم افزار گمبیت تولید شده وپس از مش زنی برای تحلیل به نرم افزار فلوئنت منتقل می شود نتایج تحلیل عددی نشان می دهد که پروانه دارای 3 پره دارای نقاط کم فشار بیشتری است و احتمال وقوع کاویتاسیون در ورودی پاساژ و قسمت مکش پره ها بیشتر است.

در سالهای اخیر استفاده از موتور های دیزل گسترش زیادی یافته است و استفاده از آنها طیف وسیعی از کاربردها را شامل می شود. جدی ترین مشکلی که این مسئله مطرح کرده است، کاهش منابع طبیعی سوخت و همچنین افزایش آلودگی هوا بدلیل ازدیاد حجم مواد آلاینده محیط زیست می باشد. به همین دلیل محققین زیادی در مطالعات خود تلاش کرده اند تا برای سوخت دیزل جایگزین مناسبی بیابند. بیودیزل ها از آن جمله سوخت هایی هستند که بیشترین پتانسیل را برای جایگزینی سوخت دیزل در آینده دارند. در این پایان نامه بحث اسپری سوخت های مختلف (دیزل پترولیوم و تعدادی بیودیزل) تحت تاثیر پدیده کاویتاسیون در انژکتور سوخت مطرح شده است. این مطالعه که به روش عددی و توسط نرم افزار avl fire صورت گرفته در تلاش است، تاثیر مشخصات سوخت بر اسپری آن را تعیین کند. مطالعات زیادی نشان می دهند اسپری سوخت از پدیده کاویتاسیون در انژکتور نیز کاملاً تاثیر می گیرد، بنابرین در کنار مشخصات سوخت، اثر کاویتاسیون نیز اعمال شده است. بررسی عددی جریان چند فازی به همراه تشکیل اسپری در عمل کار دشواری است. اما تقسیم کار به دو مرحله جداگانه این امکان را فراهم می کند تا بتوان اثر کاویتاسیون بر اسپری را مطالعه نمود. برای این منظور ابتدا جریان دو فازی در انژکتور شبیه سازی شده و سپس نتایج کار به عنوان ورودی برای محاسبات اسپری استفاده شده است. از جمله بحث هایی که این پایان نامه مطرح می کند، شکل ناحیه کاویتاسیون و زمان شروع آن است. همچنین برای اسپری سوخت، بحث هایی نظیر طول نفوذ اسپری، زاویه مخروط آن، میانگین قطر قطرات و ... آورده شده است.

اصولاً پدیده کاویتاسیون به عنوان پدیده ای مضر در توربوماشین ها شناخته می شد ولی با شناسایی پدیده کاویتاسیون در انژکتور که در ورودی اریفیس نازل تشکیل می شود، نقش سازنده این پدیده به عنوان عاملی در جهت ایجاد اسپری های با کیفیت بالا مورد استفاده قرار گرفته است و محققان در تلاش بر توسعه کاویتاسیون با تغییر دادن پارامترهای موثر بر جریان داخلی هستند. از جمله این عوامل، تغییر در زاویه نازل ها نسبت به بدنه و نیز نسبت به یکدیگر در انژکتورهای چند سوراخه می باشد. مطالعاتی که تا کنون در این زمینه انجام گرفته است تقریباً به صورت سطحی بوده و اثر این عامل را بر میزان کاویتاسیون داخل نازل در نظر گرفته است. در کار حاضر تأثیر زاویه نازل ها بر کاویتاسیون و متعاقباً کیفیت اسپری ایجاد شده در دو نوع متفاوت از انژکتورها یعنی انژکتور چند سوراخه و گروه سوراخه به دقت مورد مطالعه قرار گرفته است. مطالعه حاضر به صورت عددی بوده و از نرم افزار avl fire برای شبیه سازی جریان و اسپری استفاده شده است. در ابتدا با تغییر دادن زاویه نازل ها نسبت به هم، جریان در انژکتور شبیه سازی می شود و منطقه کاویتاسیون ایجاد شده در نازل مورد تحلیل واقع می شود و سپس نتایج به دست آمده در نازل به عنوان فایل های ورودی با مدول اسپری کوپل می شود و نهایتاً اسپری تشکیل شده با زوایای مختلف از حیث قطر متوسط قطرات و طول نفوذ و پف کردگی اسپری مورد مقایسه دقیق واقع می شوند. جریان داخل نازل نیز از لحاظ جزء حجمی و سرعت و فشار مورد بررسی قرار گرفت و اسپری ها از لحاظ چگالی و سرعت وsmd در زمان های 1/0 و 5/0 میلی ثانیه پس از شروع تزریق مورد بررسی قرار می گیرند. در مجموع از بین مدل های مختلف و با بررسی نمودارها و تصاویر به دست آمده، بهترین زاویه برای پاشش افشانه سوخت، زاویه 30 درجه گزارش می شود که در آن کمترین میزان آلاینده ها گسیل می شود.

جریان های دوفازی حبابی به صورت محیط مایع پیوسته و فاز گاز با حباب های پراکنده، نقش مهمی در فرآیندهای طبیعی و صنعتی دارد. رفتار هیدرودینامیکی حباب ها و قطرات در برخی از کاربردها به صورت تک حباب یا تک قطره در محیط مایع ساکن بررسی شده است. برای حباب های ریز مدل های عددی و کمیت های تجربی فراوانی در ادبیات فن ارائه شده است. حضور حباب های بزرگ به دلیل ادغام حباب های کوچک تر در کاربردهای مختلف صنعتی و فرآیندهای طبیعی اجتناب ناپذیر است. هنگامی که حباب بزرگ می شود با توجه به رفتارهای متفاوتی که پیدا می کند، در فصل مشترک دچار اعوجاج می گردد. در این صورت مدل سازی آن پیچیده خواهد شد. با اعمال میدان الکتریکی با ولتاژ بالا و نیروهای موثر بر حباب در صعود در محیط مایع ساکن دی الکتریک، رفتار آن پیچیده تر می گردد. با اعمال روش فعال ehd می توان رفتار چنین حباب هایی را به صورت کنترلی مطالعه نمود. استفاده از این روش در بین روش های مختلف ارائه شده به دلیل سهولت اعمال جهت و شدت میدان مورد نظر از جایگاه ویژه ای برخوردار است. در این پایان نامه رفتار الکتروهیدرودینامیکی تک حباب بزرگ هوا تحت تاثیر میدان الکتریکی با سه آرایش مختلف الکترودی در سیالات پایه دی الکتریک با ویسکوزیته های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تجربی نشان داد که مسیر صعود حباب با کاهش ویسکوزیته و افزایش جریان ehd، همچنین با آرایش الکترودی با شدت میدان قوی تر و در نتیجه جریان ehd قوی تر، بیشتر تحت تاثیر میدان الکتریکی قرار می گیرد. نتایج عددی مربوط به مولفه های مختلف شدت میدان الکتریکی در نواحی مورد نظر و همچنین خطوط میدان الکتریکی، انحراف بیشتر حباب از مسیر خود را در شدت میدان بیشتر تایید کرد. افزایش سرعت حباب در ناحیه جدایش در آرایش الکترودی مناسب، می تواند باعث افزایش نرخ انتقال حرارت و جرم در سیستم های دوفازی شود. همچنین آزمایشات نشان داد که زاویه حباب با افق در حین صعود توسط آرایش الکترودی و ویسکوزیته مناسب قابل کنترل می باشد. این پدیده می تواند در کنترل نحوه ترکیب عمودی حباب ها و اختلاط جریان در سیستم های دوفازی بسیار موثر واقع شود. در آزمایشات، علی رغم نیروی هیدرودینامیکی و ناپایداری بالای حباب بزرگ، تغییر شکل حباب نیز در آرایش الکترودی و ویسکوزیته مناسب مشاهده شد. بنابراین با درک بهتر نحوه تغییر پارامترهای مختلف مهم در حرکت حباب می توان با انتخاب آرایش الکترودی مناسب و در صورت امکان با اختلاف ویسکوزیته مورد نظر، رفتار سیستم های دوفازی حبابی را کنترل کرد.

: بر خلاف افشانه های منقطع که در موتور های احتراق داخلی ci و si وجود دارند، افشانه های پیوسته در موتور موشک های سوخت مایع، موتورهای جت و مشعل های بویلرها مورد استفاده قرار می گیرد. ناپایداری حاصل از ایجاد پدیده ی کاویتاسیون در پمپ سوخت بالادست انژکتور، باعث ایجاد ناپایداری در رفتار دینامیکی افشانه های پیوسته می گردد که در نتیجه باعث ایجاد ناپایداری در اختلاط هوا و افشانه ی سوخت در موتورهای جت، توربین های گاز و مشعل های بویلر ها خواهد بود.

پمپ ها بر مبنای پمپاژ آب طراحی، تولید و تست می شوند اما در صنایعی مانند نفت و پتروشیمی برای جابه جایی سیالات مختلفی با لزجت های بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. لذا کارکرد پمپ نسبت به منحنی ارائه شده انحرافاتی خواهد داشت که به دلایلی از قبیل عدم تطبیق جریان با پروفیل پره، افزایش تلفات لزجی می باشد. هدف از این رساله بررسی عملکرد پمپ گریز از مرکز با استفاده از پره های جداکننده می باشد و بخصوص پمپاژ سیال ویسکوز نیز مد نظر قرار گرفته است. بدین منظور پره های جداکننده به هندسه پروانه اضافه گردید و با پروانه هایی با طول پره ی جدا کننده مختلف تولید شده و به شکل تجربی مورد تست قرار گرفته است. پره های جداکننده همانند پره های اصلی پمپ سه بعدی بوده و پروفیل مشابهی دارند. به طور همزمان نیز کل مجموعه پمپ مورد تحلیل عددی قرار گرفته است که شبیه سازی توسط نرم افزارcfx انجام گردیده است. نتایج تجربی و عددی که همخوانی قابل قبولی را داشتند حاکی از افزایش هد تولیدی پمپ به واسطه اضافه کردن پره های جدا کننده است. افزایش هد توسط پره های جداکننده برای آب و روغن بدست آمده است. برای پمپاژ آب پروانه با پره های جداکننده به طول 66% پره های اصلی مناسب بوده است. اما برای پمپاژ روغن پره های جداکننده با طول 33% پره های اصلی مناسب تر است. از طرفی این افزایش هد همزمان با افزایش توان انتقالی به سیال و توان مصرفی پمپ می باشد که نتایج حاکی از تغییرات قابل چشم پوشی راندمان بوده و به عبارتی در راندمان تقریباً ثابت، افزایش هد حاصل شده است که می توان عنوان نمود مربوط به عدم تاثیر قابل توجه پره های جداکننده در اتلافات هیدرولیکی است.

در این پایان نامه تاثیر محیط متخلخل بر پدیده جوشش و پرش قطرات آب از روی سطح متخلل به صورت آزمایشگاهی بررسی شده است. سیال عامل آب بوده و از یک هیتر برقی برای جوشاندن آن استفاده شده محیط متخلخل نیز با استفاده از گوی های شیشه ای کوچک هم اندازه شبیه سازی شده است. رفتار قطرات بوسیله دوربین فوق سریع ظبط و سپس توسط نرمافزار پردازش تصویری بررسی شده است.