مقاله انژکتور ها رشته مهندسی مکانیک

دستگاه ها که از جهت پودر کردن مواد مایع استفاده می‌شوند (انژکتورها  پودرکننده‌ها) با قابلیت کاربردهایفراوان در صنعت می‌باشند. برخلاف ساختمان بسیار متنوع، انژکتورها را می‌توان از جهت کاربردشان، طبقه‌بندی کرد. انژکتورها دستگاههایی هستند که برای تبدیل مواد مایعات به قطرات ریز  و پخش قطرات درفضای مورد نظر است. مقاله انژکتور ها رشته مهندسی مکانیک در قالب فایل ورد قابل استفاده برای تمامی دانشجویان مهندسی میباشد.

اصل حداکثر دبی:

‏ جریانی در انژکتور گریز از مرکزی که، با ایجاد سطح آزاد با فشار ثابت همراه است (جریان چرخش گاز) شبیه به جریان مایع در کانالهای بازی است که کاربرد گسترده‌ای در طبیعت و صنعت دارند (رودخانه‌ها کانال‌ها و غیره). اما در تمایز با کانالهائی که سطح آزاد تحت تاثیر نیروی وزن تشکیل می‌شود، در انژکتور گریز از مرکز این سطح تحت تاثیر نیروی گریز از مرکز ایجاد می‌گردد. مایع در نازل استوانه‌ای با شعاع ثابت به شیوه جریان آزاد، در کانالهای آب پرشیب جاری می‌گردد. واضح است ارتفاع لایه مایع با توجه به اصل حداکثر دبی و یا شرط حداقل انرژی تعیین می‌گردد. و ارتفاع لایه مایع با ارتفاع بحرانی برابر است. سرعت جریان نیز با سرعت انتشار امواج با طول موج بلند برابر می‌باشد.وضعیت مشابهی نیز برای انژکتور گریز از مرکز فرق می‌کند. سرعت حرکت روبه جلو مایع وارد شده به نازل به هنگام وجود این شرایط باید برابر سرعت امواجی با . وقتی  کوچک باشد، مساحت سطح مقطع جریان مایع کوچک شده و دبی مایع کاهش مشود که در سطح آزاد مایع و در میدان عمل نیروهای گریز از مرکز انتشار می‌یابد. در این زمان دبی عبوری از انژکتور به حداکثر خود میرسد.مساحت جریان حلقوی در نازل برابر است با: که در آن ، ضریب انقباض نامیده می‌شود و برابر است ی‌یابد. از طرفی اگر  بزرگ شود، مقدار  ‏کوچک خواهد بود و بنابراین متوسط شعاع چرخش سیال کوچک‌تر می‌شود. بنابراین متوسط سرعت چرخشی سیال بیشتر می‌شود. این مسئله باعث می شود که مقدار بیشتری از انرژی سیال صرف ایجاد سرعت چرخشی شود و در نتیجه سرعت محوری سیال که عامل تعیین‌کننده دبی است، کم می شود و در نهایت دبی سیال کم می‌شود. بنابراین باید  یک مقدار اپتیمم داشته باشد که در آن دبی به حداکثر می‌رسد. این در واقع توضیح فیزیکی اصل حداکثر دبی است.

تئوری انژکتورهای گریز از مرکز:

‏بارزترین تفاوت انژکتورهای گریز از مرکز از انواع دیگر انژکتور در آن است که، مایع هنگام عبور از آن نسبت به محور نازل اندازه حرکت زاویه‌ای پیدا می‌کند. مایع از طریق کانالهای مماسی به محفظه چرخشی انژکتور جریان می‌یابد (تصویر ۳-۱). در آنجا حرکت چرخشی لازم را بدست آورده و وارد نازل می‌شود. بهنگام خروج از نازل قطرات مایع در مسیر مستقیم به اطراف پراکنده می‌شوند ومخروط پاشش را تشکیل می‌دهند. ویژگی جریان در انژکتور گریز از مرکز در چرخشی ذرات مایع حول محور نازل است که غالبا باعث می‌شود ضریب تخلیه و زاویه مخروط پاشش و قطرر ذرات نسبت به انژکتورهای جریان مستقیم متفاوت باشد. ضمنا این نکته حائز اهمیت است که مقادیر اشاره شده را می‌توان به شکل گستردای با توجه به ارتباط متقابل بین ابعاد نازل، محفظه چرخش و مجاری ورودی تنظیم نمود.

تئوری انژکتورهای ایده آل:

روش طراحی انژکتور گریز از مرکز بر این اساس بنا شده است که ابتدا بر اساس قوانین مکانیک سیالات برای سیال اید‌ه‌آل معادلات را بدست آورده و حل می‌کنند و سپس با استفاده از یک سری ضرائب و منحنیهای تجربی، نتایج را اصلاح می‌کنند. قوانین مورد استفاده در تئوری انژکتور گریز از مرکز عبارتند از:

۱-اصل بقاء جرم

۲ ‏- اصل بقاء اندازه حرکت زاویه‌ای

۳-اصل بقاء انرژی یا معادله برنولی

۴-اصل حداکثر دبی یا حداقل انرژی

حال به بررسی ساده‌ترین حالت جریان مایع در انژکتور گریز از مرکز ایده‌آل میپردازیم. انژکتور گریز از مرکز ایده‌ال به انژکتوری اطلاق می‌شود که جریان ورودی پایدار بوده و افت انرژی نداشته باشد. در انژکتور گریز از مرکز ایده‌ال، اندازه حرکت زاویه برابر حاصلضرب سرعت مایع عبوری از روزنه مماسی، در بازوی چرخش R است. در چنین انژکتوری مایع، غیرقابل تراکنم و غیر قابل ویسکوردر نظر گرفته می‌شود.تئوری انژکتور گریز از مرکز ایده‌ال بر اصل حداکثر دبی مبتنی است. قوانین بقای اندازه حرکت و انرژی در مورد جریان ملایع ایده‌ال نیز صدق می‌کند. اندازه حرکت زاویه‌ای هر جزء از مایع نسبت به محور نازل مقدار ثابتی می‌ماند که برابر است با اندازه حرکت اولیه در ورود به محفظه چرخدر این رابطه u مؤلفه سرعت مماسی در انژکتور، r فاصله از محور انژکتور، Vint سرعت مایع در کانالهای ورودی مماسی و R فاصله محور انژکتور تا محور کانال ورودی است (بازوی چرخش)در این معادله P فشار استاتیکی جریان و w مؤلفه سرعت محوری در نازل است. از آنجا که در فضار کاربردی با تقریب خوبی می‌توان از تاثیر نیروی وزن صرف نظر کرد ما اثر این نیرو را در معادلات وارد نمی‌کنیم از روابط (۳-۱) و (۳-۲) میتوان نتیجه گرفت که شرایط    و  و  شرایطی است که طبق فرمول در نزدیکی محور نازل بوجود می‌آید. اما عملاً چنین اتفاقی نمی‌تواند رخ دهد. عملاً در نزدیکی محور نازل سرعت افزایش می‌یابد و فشار تا زمانی که اندازه آن برابر فشار محیطی که در آن پاشش صورت می‌گیرد یا به فشار بخار اشباع نرسیده باشد، کاهش می‌یابد. پس از آن در قسمت مرکزی نازل جریان چرخشی گاز (هوا) بوجود می‌آید که فشار نسبی در آن صفر است.  جریان مایع در نازل از میان مقطع دایره‌ای شکلی می‌گذرد که شعاع داخلی آن برابر با شعاع گاز rm و شعاع خارجی آن برابر است با شعاع نازل rc. مساحت جریان حلقوی عبارتست از.ح برای این منظور از رابطه قانون بقای اندازه حرکت زاویه‌ای استفاده می‌کنیم.مقدار  از رابطه دبی حجمی بدست می‌آوریم.از تقابل دو عبارت بالا برای w ‏ نوشته شده است، حاصل می شود :‏که در این رابطه A ‏ مشخصه هندسی انژکتور است (بدون بعد).‏ضریب A ‏ در تئوری انژکتور گریز از مرکز نقش بسزائی بازی می کند. از فرمول (۳-۶) معلوم می‌شود که ظریب تخلیه انژکتور گریز از مرکز به مشخصه هندسی انژکتور و ظریب انقباض  بستگی دارد.‏با افزاش مقدار  مقدار  ‏با آهنک یکنواخت تغیبر نمی کند بلکه از یک مقدار حداکثر تجاوز نمی‌کند. بأزاء اعداد کوچک ضریب انقباض نازل  سطح مقطع مؤثر جریان کوچک است. و وقتی مقدار  زیاد شود (شعاعهای چرخشی کوچک) انرژی زیادی صرف ایجاد سرعتهای بزرگ محوری می‌شود. جریان چرخشی هوا در نازل انژکتور گریز از مرکز با چنان شعاعی ایجاد می‌گردد که ضریب تخلیه در فشار یاد شده به حداکثر مقدار خود برسد و دقیقأ همین اندازه‌های جریان چرخشی باعث بوجود آمدن رژیم پایدار جریان مایع می شود.

انژکتور
انژکتور

فهرست مطالب مقاله انژکتور ها رشته مهندسی مکانیک:

  •  مقدمه
  • انژکتور در مورد راکت
  • انژکتور های دو پایه
  • بررسی مخلوط در خارج و داخل
  • تئوری انژکتورهای گریز از مرکز
  • تئوری انژکتورهای ایده آل
  • اصل حداکثر دبی
مطلب بالا چکیده‌ای از تحقیق و پژوهش اصلی میباشد جهت تهیه نسخه کامل آن از باکس زیر اقدام به خرید و دانلود نمایید
لینک خرید پژوهش مقاله انژکتور ها رشته مهندسی مکانیک:
تحویل فوری و خودکار فایل با لینک مستقیم بعد از پرداخت
تعداد صفحه: 37
قالب: فایل word

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *