مطالب ارائه شده در این پایان نامه، گزارشی از تلاش های آزمایشگاهی برای شناخت پارامترهای جریانی و هندسی اثر گذار بر روی نوفه ی جریانی پخش کن یک سامانه ی تخلیه گاز به محیط و اندازه گیری تلفات تراگسیل در شرایط بدون جریان در محفظه ی انبساطی می باشد. یکی از مواردی که باید در مورد طراحی صداخفه کن های تخلیه و پخش کن ها مد نظر قرار بگیرد پیش بینی و کنترل نوفه جریانی تولید شده است. هر سیستم مورد قبولی باید علاوه بر ایجاد تخلیه راحت قوانین زیست محیطی را نیز ارضاء کند. در این پژوهش نوفه ی جریانی حاصل از خروج گاز از یک دسته اوریفیس های عمود بر مسیر ورودی جریان که به داخل یک محفظه ی انبساطی هدایت شده و در نهایت به اتمسفر تخلیه می شوند مورد بررسی قرار می گیرد. چند مورد از پخش کن ها مورد مطالعه قرار گرفته اند تا اثر جریان و چند پارامتر هندسی را بر پارامترهای نوفه ی تولید شده (فرکانس و تراز فشار صوت) بررسی شود. اثر تغییر دبی خروجی به صورت گذرا، قطرهای مختلف سوراخ پخش کن، تعداد این سوراخ ها، اثرمحفظه ی انبساطی و اثر فاصله نقطه ی اندازه گیری تراز فشار صوت از جمله موارد مورد بررسی در این پژوهش می باشند. اندازه گیری نوفه، اندازه گیری تراز فشار صوت بوده و توسط تحلیل گرهای cpb و fft مورد تحلیل قرار گرفته است.و در نهایت با توجه به اینکه نوفه ی نهایی مجموع نوفه ی جریانی و نوفه ی تپشی است و این دو نوفه با هم قابل جمع می باشند در ادامه به بررسی روش های اندازه گیری تلفات تراگسیل و اندازه گیری آزمایشگاهی تلفات تراگسیل یک محفظه ی انبساطی بدون جریان اصلی پرداخته شده است.

فناوری خلأ بالا امروزه کاربرد بسیاری در صنعت داشته و در اکثر زمینه ها نقش موثری را ایفا می-نماید. دستیابی به دانش ساخت تجهیزات خلأ بالا امروزه یکی از دستاوردهای تکنولوژی هر کشور بشمار می آید. وظیفه اصلی در ایجاد محیط خلأ بر عهده انواع پمپ های تولیدکننده خلأ می باشد. در این پایان نامه نیز هدف دستیابی به گوشه ای از دنیای وسیع تکنولوژی ساخت تجهیزات خلأ می باشد. پمپ های توربومولکولی در تکنولوژی خلأ بالا بسیار حائز اهمیت بوده و کشور ما هنوز به دانش فنی ساخت این پمپ ها دسترسی کامل پیدا نکرده است. در این تحقیق هدف دسترسی به یکی از مشکلات ساخت بدنه این نوع پمپ ها بوده است. مشکل عمده ساخت این نوع پمپ ها رعایت دقت بسیار بالا به هنگام ساخت، رعایت تلرانس های دقیق، و دستیابی به دانش فنی ساخت قطعات آن ها می باشد. تعیین تلرانس های دقیق ساخت قطعات این پمپ ها نیازمند بررسی علمی فرآیند ساخت و درنظر گرفتن درست شرایط کاری کل مجموعه ی پمپ می باشد. بنابراین لازم است ضمن بهره بردن از روش های جدید محاسبه تلرانس در ماشین آلات، به روش اجزاء محدود در تحلیل و مقایسه تلرانس های بدست آمده پرداخته شود. هر یک از مجموعه های مونتاژی تولید شده در صنعت جهت انجام کار مشخصی طراحی می شوند. بدین ترتیب با هماهنگ کردن قطعات یک مجموعه مونتاژی می توان عمل خاصی را توسط یک مجموعه انجام داد. قطعاتی که در این مجموعه ها استفاده می شوند، از لحاظ ابعاد باید به گونه ای طراحی گردند تا در زمان مونتاژ آن ها، مجموعه عملکرد مناسب را ایجاد کند. بعلت خطاهای موجود در فرآیند تولید (مانند سایش ابزارهای ماشینکاری، سایش و تغییر شکل قالبها و غیره)، تمامی قطعات تولیدی دارای یک اندازه مشخص نمی باشند. در واقع در فرآیند تولید دو قطعه پشت سرهم از یک دستگاه، اختلاف ابعاد و اندازه وجود خواهد داشت. از آنجائیکه طراح نمی-تواند فرآیندهای تولید را تحت کنترل داشته باشد، بنابراین محدوده تغییرات قطعات مجموعه مورد نظر را به گونه ای تعیین می کند که با وجود ایجاد خطاهای فرآیندهای تولیدی، بازهم مجموعه مونتاژی، عملکرد مطلوب را داشته باشد. تعیین محدوده تغییرات قطعات یک مجموعه مونتاژی، مستقیماً برروی هزینه تولید مجموعه تاثیرگذار است. بدین ترتیب طراحان، تلرانس های قطعات را به گونه ای تعیین می کنند که از طرفی هزینه تولید را کاهش دهند و از طرف دیگر، مجموعه دارای عملکردی مطلوب باشد. تعیین تلرانس های قطعات براساس نوع فرآیند تولیدی آن ها، نیازمند شناخت کافی از تمامی فرآیندهای تولیدی است. حال سوال این است که چه محدوده ای برای چه قطعه ای باید انتخاب گردد؟ برای پاسخ به این سئوال روش های متعددی ابداع شده اند که براساس شبیه سازی تولید و یا با استفاده از روش های جبری قبل از تولید قطعات، مقادیر تلرانس های آن ها را مشخص می کنند. از میان روش های مختلف شبیه سازی، روش شبیه سازی مونت کارلو و از میان روش های جبری، روش خطی سازی مستقیم ، بیشترین کاربرد را در تعیین تلرانس های قطعات دارند. در این پایان نامه، ابعادی از مجموعه که با استفاده از فرآیندهای تولیدی ایجاد می شوند، متغیرهای تولیدی، و ابعادی که در اثر مونتاژ قطعات ایجاد می شوند، متغیرهای مونتاژی نامیده می شوند. همچنین متغیر مونتاژی مجموعه که هدف اصلی طراح است به نام بعد بحرانی یا مشخصه مونتاژی نامیده می شود. روش های شبیه سازی عمدتاً در تحلیل تلرانس متغیرهای تولیدی مجموعه ها نقش دارند، به این معنی که برای کاهش درصد ضایعات در تولید انبوه به این روش ها بیشتر مراجعه می گردد. اما روش-های جبری معمولاً برای تعیین تلرانس های یک مجموعه در زمان طراحی مجموعه بکار می-روند.همانطور که ذکر شد از میان روش های جبری، روش خطی سازی مستقیم بیشترین کاربرد را در طراحی مجموعه ها دارد. به منظور در نظر گرفتن تاثیر اندازه های اسمی، تغییرات شکل و تغییرات سینماتیکی ایجاد شده در مجموعه مونتاژی، مدل های روش خطی سازی مستقیم، روز به روز پیشرفته-تر شده اند. اولین روش سیستماتیک تحلیل تلرانسی توسط مارلر در سال 1988 در حالت دو بعدی، به نام روش خطی سازی مستقیم ایجاد گردید. chase و parkinson در دو حالت استاتیکی و سینماتیکی، بررسی هایی را انجام دادند. gaoدر سال 1993 تغییرات هندسی متغیرهای تولیدی را در تحلیل تلرانسی به روش خطی سازی مستقیم وارد کردند[ ]. روش های ایشان مبنایی برای تحلیل تلرانسی مجموعه های سینماتیکی سه بعدی شد. امروزه با پیشرفت نرم افزارهای cad، روش های تحلیل تلرانسی در این نرم افزارها پیاده شده است. در مجموعه های بررسی شده فوق، قطعات مجموعه به صورت صلب در نظر گرفته می شدند، بدین ترتیب تغییرات شکل و ابعاد قطعات در اثر بارگذاری مجموعه، در تغییرات مشخصه مونتاژی لحاظ نمی گردید. از سال 1994 به تدریج تلاش هایی جهت واردکردن تاثیر تغییرات ناشی از بارگذاری قطعات مجموعه، در محدوده مشخصه مونتاژی انجام شده است. اولین بررسی در این زمینه به وسیله gordis و flannely انجام گریده است[ ]. آنها بررسی های خود را به تحلیل تغییرات ایجاد شده در موقعیت سوراخ های یک مجموعه بارگذاری شده معطوف کردند. merkley در سال 1998 روش جدیدی را برای تحلیل تلرانسی مونتاژ با قطعات غیرصلب ارائه داده است. او از فرضیات francavilla و zienkiewicz برای مساله تماس الاستیکی بین قطعات غیرصلب یک مجموعه مونتاژی استفاده کرد. بدین ترتیب merkley روشی برای پیشگویی واریانس و متوسط تغییرات شکل، ناشی از مونتاژ دو قطعه غیرصلب را ایجاد کرد. پیشتاز بعدی در زمینه تحلیل تلرانسی مجموعه های غیرصلب hu از دانشگاه میشیگان است. او از مدل اجزای محدود ساده ای برای پیشگویی تغییرات مونتاژی در مونتاژ ورق های نازک غیرصلب استفاده کرد. پس از آن bryan وf.bihlmaier به تحلیل تلرانسی ورق های ترکیبی پرداختند]2[. هدف کلی این تحقیق، تحلیل تلرانسی ابعاد مهم یک پمپ توربومولکولار می باشد. بدین منظور با استفاده از مدل اجزاء محدود مجموعه، تغییرات ابعادی و تلرانسی ایجاد شده در متغیرهای تولیدی در اثر بارگذاری مجموعه تعیین گردیده و در نهایت، محدوده تغییرات جدید مشخصه مونتاژی مشخص می شود. درادامه ابتدا مقدماتی درمورد انواع روش های تحلیل تلرانسی ارائه می شود و سپس تحلیل تلرانسی پمپ مورد نظر با یکی از روش ها مورد بررسی قرار می گیرد. تعریف شرایط خاص کارکرد پمپ های توربومولکولار و نیز تبدیل این شرایط به مدل طراحی نیز تشریح می گردد. برای بدست آوردن تغییر شکل در اثر بارگذاری نیز از نرم افزار abaqus کمک گرفته شده است.

تبرید جذب سطحی روشی جدید در تولید سرمایش با استفاده از انرژی حرارتی است. قابلیت بکارگیری منابع انرژی با ارزش گرمایی پایین و سازگاری با محیط زیست از جمله مهمترین مزایای این سیستم نسبت به انواع تراکمی و جذب حجمی می باشد؛ گرچه توان تبرید پایین و شرایط کارکردی تحت خلا گسترش این فناوری را محدود کرده است. از میان اجزای این سیستم، بستر جاذب مهمترین قسمت بوده و نقش کمپرسور حرارتی را ایفا می کند، لذا طراحی بهینه اجزا و فرایند های آن می تواند به صورت چشمگیر عملکرد کل چیلر را بهبود بخشد. با توجه به گستردگی پارامترهای موثر بر عملکرد بستر، استفاده از مدل سازی عددی در مقابل روش های پرهزینه آزمایشگاهی اجتناب ناپذیر است. بدین منظور در مطالعه حاضر مبدلی حرارتی شامل فین های صفحه ای و ذرات sws-1l که فواصل بین فین ها راپر می کنند به عنوان بستر جاذب انتخاب شده و پس از تعیین حوزه مناسب مدل سازی، معادلات انتقال حرارت و انتقال جرم حاکم بر اجزای بستر به صورت همزمان حل می شوند. نتایج حاصل از بررسی تاثیر شکل هندسی فین ها، ارتفاع و فاصله بین فین ها بر عملکرد بستر به طراحی نمودارهایی منتهی می شود که به کمک آن ها می توان هندسه و چیدمان مطلوب فین ها را با توجه به شرایط کارکرد سیستم مشخص کرد. همچنین بررسی تاثیر قطر ذرات جاذب بر عملکرد بستر نشان می دهد زمان سیکل نسبت به قطر ذرات دارای مقداری حداقل است که این مقدار متناظر با حداکثر توان تبرید مخصوص می باشد. صرف نظر از مشخصات هندسی فین ها و دمای آب جاری در لوله ها، قطر بهینه در مطالعه حاضر در بازه ی 2/0 تا 3/0 میلیمتر قرار خواهد گرفت. بررسی تاثیر همزمان دبی جرمی و دمای آب جاری در لوله های بستر جاذب در مراحل گرمایش و سرمایش نیز نشان می دهد که دبی جرمی بهینه آب گرم و آب سرد در این سیستم برابر نبوده و این دبی بهینه می بایست برحسب دمای آب تعیین شود. همچنین به کمک تحلیل قانون دوم ترمودینامیک، تخریب اکسرژی در اجزای مختلف بستر و مراحل مختلف سیکل بررسی شده است. نتایج نشان می دهد بیشترین نرخ تخریب اکسرژی مربوط به مراحل جرم ثابت است، اما فرایند احیا در مرحله گرمایش فشار ثابت بیشترین سهم از کل تخریب اکسرژی در یک سیکل را به خود اختصاص داده است.

در این پایان نامه گزارشی از تلاش های آزمایشگاهی صورت گرفته برای تخمین مقدار اتلاف گذار یک سامانه کاهنده نوفه ارایه شده است. این سامانه شامل یک محفظه انبساط و لوله های ورودی و خروجی آن است. ایجاد نوفه در سامانه، نیاز به تحریک صوتی می باشد. در آزمایش های صورت گرفته، تحریک صوتی سامانه توسط یک بلندگو که سیگنال های معینی را از نرم افزارهای تولید سیگنال nch tone generator دریافت می کند، انجام شده و توابع صوتی مانند تابع انتقال، توابع یگانه و متقاطع طیفی و... با کمک نرم افزار pulse labshop و به روش تبدیل سریع فوریه (fft) اندازه گیری شده است. علاوه بر آزمایش های تجربی، یک برنامه کامپیوتری به زبان فرترن نوشته شده که با دریافت مقدار کمیتهای اندازه گیری شده، توانایی تخمین مقدار طیفی اتلاف گذار سامانه صوتی را دارد.

یکی از راه های استرلیزاسیون پیوسته مواد غذایی(شیر)، گرمایش مستقیم آن به وسیله تزریق بخار در آن می باشد. با ورود توده بخار به شیر، گرمای نهان خود را به شیر داده و موجب افزایش ناگهانی دمای شیر می گردد. این امر موجب از بین رفتن میکرو اورگانیزم های شیر و افزایش ماندگاری آن می شود. هرچه فرآیند چگالش بخار در شیر بهتر صورت گیرد، کیفیت شیر استریلیزه شده بهتر خواهد بود. یکی از مشکلات این اختلاط، لرزش و صدای شدید دستگاه به خاطر وجود ناپایداری جریان اختلاط است که با بهبود روند چگالش بخار در شیر بر طرف خواهد شد. در این پروژه برای مشاهده بهتر جریان اختلاط و چگالش، دستگاهی با محفظه شفاف طراحی و از آب به جای شیر استفاده شده است. به طور کلی در این پژوهش به بررسی چگونگی تزریق بخار در آب و عوامل موثر بر شکل توده بخار تزریق شده به روش تجربی، پرداخته شده است. همچنین در انتها برای بررسی عواملی که از طریق تجربی امکان اندازه گیری آن ها وجود نداشته است، از نرم افزار تجاری ansysfluent و مدل دو فازی مخلوط جهت مدلسازی عددی پدیده، استفاده شده است. با توجه به نتایج، عواملی چون افزایش فشار محفظه، کنترل دبی بخار، کاهش دمای آب و تزریق چند مرحله ای بخار می توانند در بهبود فرآیند چگالش، کاهش ارتعاشات و صدای دستگاه و همچنین بهبود روند استرلیزاسیون شیر موثر باشند.

هدف این پروژه بدست آوردن ضریب انتقال حرارت کلی و افت فشار چند اواپراتور که در یخچالهای خانگی استفاده می شود، می باشد. روش آزمایش نیز یکی از خواسته های پروژه است . برای بدست آوردن ضریب انتقال حرارت ، فاصله اواپراتور از سقف یا کف کابین،بعنوان پارامتر عمل می کند. هر اوپراتور در موقعیت مکانی مختلف داخل کابین قرار می گیرد، ضریب انتقال حرارت و افت فشار محاسبه و اثر تغییر پارامتر مذکور بر ضریب انتقال حرارتی کلی مورد بررسی قرار می گیرد. اواپراتورهایی که مورد آزمایش قرار می گیرند،با یکدیگر نیز مقایسه می شوند. نتایج آزمایش نشان می دهد که ضریب انتقال حرارت کلی اواپراتور، وقتی نزدیک سقف قرار دارد، بیشتر است از وقتی که نزدیک کف کابین قرار داشته باشد . این نتیجه با توجه به مکانیزم انتقال حرارت جابجایی آزاد قابل توجیه است . وقتی اواپراتور نزدیک سقف یا کف کابین قرار داشته باشد، اگر فاصله آن از سقف یا کف زیاد شود، ضریب انتقال حرارت کلی نیز زیاد می شود. همچنین اواپراتورها که ساختار متفاوتی دارند با هم مقایسه می شوند . مقاومت هدایتی بین سیال مبرد و سطح اواپراتور در اواپراتورهای مورد آزمایش ، متفاوت است که اثر مستقیم در ضریب انتقال حرارت کلی دارد. مقادیر عددی بدست آمده از نتایج آزمایش با هم مقایسه می شود.