در این پژوهش تلاش شده تا بعضی از مشخصات شعله ابرذرات در حالت پایدار مورد بررسی قرار گیرد. ذرات مشتعل در داخل شعله پایدار در حدود 26 درصد افزایش سرعت پیدا می کنند. لایه اکسیدی که در ذرات کوچک همیشه بطور کامل سطح سیم جرقه را می پوشاند در ذرات بزرگ معمولا کامل نیست. ساختار شعله و چگونگی شکل گیری آن به قطر اولیه ذرات و چگونگی تشکیل لایه اکسیدی بر روی سیم جرقه مرتبط است. نفوذ شعله به داخل لوله همیشه متقارن نبوده و در مورد ذرات بزرگ مکانیزم آن کاملا با ذرات کوچک متفاوت است. با بررسی زمان احتنراق مجموعه ذرات بر حسب قطر آن ها ملاحظه می گردد. افزایش درصد اکسیژن، کاهش قطر اولیه ذره و جایگزینی آرگون با نیتروژن بعنوان گاز حامل موجب کاهش زمان احتراق مجموعه ذرات می گردد. پدیده عدم تقارن در احتراق ذره آلومینیوم به صورت تغییرات در مسیر حرکت ذرات بزرگ در هنگام سقوط آنها در میان شعله قابل مشاهده می باشد.

بر خلاف تیوریهای رایج گذشته که احتراق آلومینیم را غالبا در فاز بخار و کنترل شده با دیفوژن می دانستند تحقیقات اخیر نشان می دهد در برخی شرایط و اکنشهای فاز جامد(مایع)-گاز یا احتراق با کنترل سینتیکی نیز نقش موثری در پیشبرد فرآیند احتراق دارند. روشهای مختلفی برای تعیین نقش سینتیک و دیفیوژن در احتراق ذرات فلزی وجود دارد. از جمله آنها مشاهده مستقیم تصاویر شعله، بررسی تغییرات زمان احتراق با قطر ذرات و حساسیت آن نسبت به مقدار اکسیژن است. آزمایشات نشان می دهد در اندازه های زیر 50 میکرون سینتیک نقش قویتری نسبت به دیفیوژن دارد.

استفاده از ذرات آلومینیوم در سوخت های جامد از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. شناخت رفتار ذرات آلومینیوم و ساختار شعله در جاذبه ی نرمال به همراه بررسی ویژگیهای احتراق سیستمهای دو فازی و مقایسه ی آنها برای دستیابی به یک مدل مناسب در مورد هر سوختی از جمله آلومینیوم ضروری به نظر می رسد. در این پایان نامه با توجه به اهمیت موضوع مذکور تحلیل ریاضی سرعت سوزش ذرات آلومینیوم با در نظر گرفتن نقش انتقال حرارت تشعشعی در معادله ی موازنه ی انرژی انجام گرفته است ضمناً در مورد میزان متفاوت انتقال حرارت تشعشعی از منطقه ی پس از شعله به منطقه ی پیش گرم و تاثیر آن بر میزان سرعت سوزش مقایسه ای انجام گرفته که نتایج بدست آمده از تحلیل با نتایج تجربی احتراق آلومینیوم هماهنگی و همخوانی مناسبی داشته اند.

شناخت ساختار و رفتار احتراقی شعله آرام و پایدار ابر ذرات آلومینم و تحلیل میکروسکوپی آن از تازه ترین بحث های احتراق می باشد این پایان نامه نخست به مطالعه احتراق انبساطی و تراکی پرداخته و عوامل موثر در ایجاد احتراق تراکمی و گذار از احتراق انبساطی به تراکمی مورد شناسایی قرار میدهد. جهت انجام آزمایشهای تجربی دستگاه مورد نظر معرفی و نحوه کالیبره کردن پارامتر اساسی غلظت تشریح شده است. احتراق ذرات مختلف جامد فلزی و غیر فلزی مطالعه و بررسی گردیده وسعی شده است که تمامی حالتهای رفتار احتراقی ابر ذرات پوشش داده شود در مطالعه تجربی ابر ذرات آلومینیم زمان وسرعت احتراق اندازه گیری شده و تاثیر قطر ذرات غلظت درصد اکسیدایزر و نوع گاز بستر بر تحمع ذرات شدت احتراق رژیم احتراقی و حفره های احتراق نیافته مورد بررسی قرار گرفته است. در مورد ساختار شعله پایدار ابر ذرات آلومینیم و حفره های احتراق نیافته نظریات جدیدی مطرح شده است

به منظور بررسی بیشتر احتراق ذرات ریز جامد، اندازه گیری پارامترهای دینامیکی فاصله خاموشی مخلوط دوفازی گاز-جامد، موضوع کار این پروژه قرار گرفت. بر این اساس در ابتدا احتراق ذرات ریز آلومینیم با هوا، به دقت مطالعه و بررسی شد، سپس در مرحله بعدی، تحقیقات لازم در مورد احتراق ذرات ریز آلومینیم با اکسید کننده دی اکسید کربن، انجام گرفت، بررسی پارامترهای دینامیکی فاصله خاموشی در احتراق ذرات ریز جامد، گام بعدی این پروژه بوده است. در نهایت به منظور شناخت تجربی پدیده احتراق ذرات ریز جامد آلومینیم، آزمایشات لازم با دستگاه موجود در آزمایشگاه تحقیقاتی احتراق دانشگاه علم و صنعت ایران، با اکسیده کننده 25 درصد اکسیژن، انجام شد و پارامتر دینامیکی فاصله خاموشی به صورت تجربی هم بررسی گردید. در بخش آخر، نتایج بدست آمده از انجام آزمایشات با نتایج تئوری و نتایج بدست آمده از آزمایشات قبلی انجام شده در این زمینه، مقایسه گردید و تطابق کافی حاصل شد، بنابر این آزمایشات انجام گرفته و نتایج بدست آمده، از اعتبار مناسبی برخوردار می باشند در ادامه، آزمایشاتی در خصوص احتراق ابر ذرات آلومینیم با اکسیده کننده دی اکسید کربن با استفاده از دستگاه آزمایش موجود در آزمایشگاه تحقیقاتی احتراق انجام گرفت که نتیجه این آزمایشات تشکیل شعله ناپایدار در احتراق آلومینیم با دی اکسید کربن می باشد.

مهمات یکی از ارکان مهم و اصلی در ساختار دفاعی هر کشوری می¬باشد که گذشت زمان موجب تغییرات بسیاری در طراحی و ساخت این ادوات شده است. در ابتدا نگاهی اجمالی بر مهمات و گلوله 155 میلیمتری و فرآیند تولید آن داریم. در این پروژه سعی گردیده است که با مقایسه میزان انرژی جذب شده در پیچ¬هایی با اشکال مختلف, به کمک روش عددی المان¬های محدود, روشهایی برای مقاوم¬تر کردن پیچ¬ها برای تحمل ضربه ارائه شود. بدین منظور بعد از بررسی عمومی پیچ¬ها و یادآوری مفهوم انرژی کرنش که اساس بررسی¬های بار ناگهانی است, مطالعه¬ای بر روی حالت¬های مختلف ضربه صورت گرفت و سپس مدل¬ سازی¬های لازم برای بررسی¬های ضربه بر روی پیچ انجام گرفت. این قسمت شامل بررسی شکل¬های مختلف پیچ¬ها برای انتخاب مقاوم¬ترین حالت در مقابل ضربه می-باشد. در ادامه این بررسی, نکاتی کاربردی برای انتخاب و اصلاح شکل هندسی پیچ¬ها در مواردی که بار به¬ صورت ناگهانی اعمال می¬شود, ارائه گردیده است. سپس با توجه به نتایج به دست آمده از فصول گذشته, چند مدل مختلف برای اتصال گلوله طراحی و تحلیل گردید و با مقایسه نتایج تحلیل¬ها, اتصال موردنظر که دارای رزوه¬هایی با سر و ریشه گرد است, انتخاب و گلوله به طور کامل طراحی گردید و نقشه¬های اجرائی آن آماده شد. در انتها مطالعه¬ای بر روی فرآیندهای مختلف پیچ تراشی صورت گرفت و فرآیند مورد استفاده برای تولید این گلوله معرفی گردید.

به منظور شناسایی هر چه بیشتر و بهتر احتراق ذرات ریز جامد، تاکنون دستگاههای متفاوتی طراحی و مورد استفاده واقع گردیده است . هر کدام از این دستگاهها نسبت به یکدیگر دارای مزایا و معایبی می باشند. بطور کلی می توان گفت هر دستگاهی که بتواند محیطی آرام و یکنواخت تر از ذرات ریز جامد را ایجاد آزمایشها و نتیجه گیریهای انجام شده بوسیله آن از درجه اعتبار بالاتری برخوردار می باشد. در این پایان نامه سعی شده دستگاهی طراحی و ساخته شود که توسط آن بتوان احتراق ذرات ریز جامد را با دقت بیشتری مورد بررسی قرار داده و نهایتا به اندازه گیری یکی از پارامترهای دینامیکی شعله ذرات ریز جامد بنام فاصله خاموشی شعله که در مبحث احتراق ذرات ریز جامد از جایگاه ویژه ای برخوردار می باشد، پرداخت . هدف عمده این پایان نامه بررسی و مطالعه این پارامتر بطور تجربی و تحلیلی می باشد. با توجه به این که دستگاه ساخته شده در آزمایشگاه تحقیقاتی احتراق قادر به ایجاد یک محیط آرام و یکنواخت مناسب جهت مطالعه احتراق ذرات ریز جامد می باشد. بنابراین آزمایشهای انجام گرفته با این دستگاه و نتایج بدست آمده از درجه اعتبار خوبی برخوردار می باشند.

در پژوهش حاضر هدف بررسی مدلهای مختلف و موجود در رابطه با فرایند تبخیر به منظور استفاده در شبیه سازیهای مدرن جریانهای دوفازی در فشار کم می باشد.بخصوص تبخیر قطرات کوچک سوختهای هیدروکربنی در دمای بالا(مطابق با اکثر فرایندهای احتراق اسپری کاربردی) مورد نظر می باشند. مدلهای مورد بررسی شامل دو نسخه از مدل گذرای کلاسیک، چهار مدل ‏‎hmta‎‏ و دو مدل غیرتعادلی بر مبنای قانون تبخیر ‏‎langmuir-knudsen‎‏ می باشند. همچنین یک روش کارآمد برای محاسبه خواص ترموفیزیکی تابع دما مورد استفاده قرار گرفته است که باعث کاهش زمان محاسبات می شود. نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج تجربی موجود در منابع مقایسه شده اند و در هر مورد مدل یا مدلهایی که بهترین تطبیق را با داده های تجربی داشته اند ، معرفی شده اند.

احتراق ذرات سوخت جامد معلق در یک اکسیدکننده در بسیاری از زمینه های تکنولوژی امروزه مهم است که بعنوان نمونه می توان از احتراق و خطرات ناشی از انفجار ذرات زغال سنگ در معادن یا انفجار ذرات گندم در سیلوها یا کاربرد سوخت جامد در موشکها نام برد اما مطالعات در مورد پدیده احتراق ذرات در مقایسه با شعله های گازی در مراحل مقدماتی قرار دارد که علت این امر ناشی از فقدان اطلاعات اساسی قابل اطمینان دراین زمینه و دشواریهایی مثل تولید ابر ذرات همگن و با غلظت کنترل شده می باشد.