digidtyle

پایان نامه مدل سازي آزمايشگاهي استهلاک انرژي شفت دندانه اي (سرريز) وبررسي کارايي آن

پایان نامه مدل سازي آزمايشگاهي استهلاک انرژي شفت دندانه اي (سرريز) وبررسي کارايي آن

پایان-نامه-مدل-سازي-آزمايشگاهي-استهلاک-انرژي-شفت-دندانه-اي-(سرريز)-وبررسي-کارايي-آن

این پایان نامه در قالب فرمت word قابل ویرایش ، آماده پرینت و ارائه به عنوان پروژه پایانی میباشد.

چکيده

مدل سازي آزمايشگاهي استهلاک انرژي شفت دندانه اي (سرريز) وبررسي کارايي آن 


به کوشش
 رضا رضائي

در طراحي و ساخت سرريزها همواره موضوع استهلاک انرژي از اهميت خاصي برخوردار بوده است. در اين راستا روشهاي متعددي جهت ارتقاء راندمان مطمئن استهلاک انرژي انجام شده است که بسته به نوع سرريز ممکن است اين استهلاک در انتهاي آن صورت پذيرد، مانند استفاده از حوضچه هاي آرامش، جام پرتابي و... ، و يا در طول سرريز رخ دهد، همانند سرريز هاي پلکاني و پله حوضچه اي که باعث کوچکتر و يا حذف شدن حوضچه آرامش مي گردد. در همين راستا در تحقيق حاضر طرح سرريزي پيشنهاد مي گردد که استهلاک انرژي آن بالغ بر 90% و اين استهلاک در طول آن صورت مي گيرد. طرح هندسي اين سرريز به صورت يک شفت قائم مستطيلي است که در دو وجه روبروي هم (دو وجه موازي با محور سد) داراي دندانه هايي پله مانند در فواصل مختلف مي باشد که جريان خروجي از سد به صورت زيگزاگ و آبشار مانند در طول اين شفت به سمت پايين حرکت مي کند و در اين مسير به صورت يک جريان دوفازي کاملاً مغشوش و هواگيري شده در مي آيد و در نهايت از سازه انتهايي آن خارج مي شود. به دليل همين فرم هندسي خاص نام شفت دندانه اي براي آن انتخاب شده است. مطالعه طرح مذکور به صورت مدل سازي آزمايشگاهي بوده است که در آن با ترکيب 3 اندازه مختلف براي هر کدام از ابعاد شفت قائم، ابعاد دندانه ها و فواصل آنها از يکديگر و يک حالت شفت بدون هيچ دندانه اي از جنس شيشه و قاب فلزي در 28 طرح هندسي مختلف ساخته شده است. در تمامي اين مدلها ارتفاع و عرض شفت قائم ثابت و به ترتيب برابر با  5/3 و 30/0 متر مي باشدکه در هشت دبي 5، 10، 15، 20، 25، 30، 35 و 40 ليتر بر ثانيه، جمعاً در224 حالت مورد آزمايش قرار گرفته و نتايج مطلوبي از نظر راندمان استهلاک انرژي بدست آمده است. نتايج حاکي از آن است که ميزان استهلاک انرژي که در طول اين سرريز رخ مي دهد بالغ بر 90% ميرسد.

فهرست مطالب


عنوان     صفحه 

فصل اول: مقدمه
1-1- کليات    2
1-2- انواع سرريز     3
1-3- هدف تحقيق     5
1-4- اهميت تحقيق    7
1-5- نو آوري    8
1-6- گفتار هاي پايان نامه    8

فصل دوم: مروري بر تحقيقات گذشتگان
2-1-کلیات    11
2-2- سازه هاي ريزشي    11
2-2-1- مکانيزم برخورد درسازه هاي برخوردي    14
2-3 -سازه هاي ريزشي گردابي    19
2-3-1- سازه ورودي    20
2-3-2- معادله دبي    20
2-3-3- شفت ريزشي گردابي با تيغه هاي راهنما    21
2-3-3-1- جريان در شفت    22

فصل سوم: شفت دندانه اي
3-1- کليات    28
3-2- ساختار سرريز شفت دندانه اي    29

عنوان     صفحه 

فصل چهارم: ساختار آزمايشي تحقيق
4-1- کليات    31
4-2- سيماي مجموعه آزمايشگاهي    32
4-3- تجهيزات اندازه گيري    36
4-3-1 فلومتر الکترو مغناطيسي فلنجي مگاب 3000     36
4-3-2- دور سنج ليزري    37
4-3-3- چرخ آبي مدور    37
4-3-4- پيزومتر مخزن آرامش در بالا دست شفت سرريز    38
4-3-5- دور سنجي چرخ آبي در ابتداي خروجي شفت    38
4-4- مدلهاي هيدروليکي.................................................................................    39
4-5- آناليز ابعادي و تعيين پارامترهاي موثر.......................................................    53
4-6- روش چرخ آبي مدور و کاليبراسيون آن به منظور ارزيابي جريان دوفازي..    56
4-7- سرعت دوراني چرخ آبي و ارتباط آن با استهلاک انرژي    58
4-8- محاسبه انرژي با قيمانده جريان در خروجي سرريز و ميزان استهلاک
انرژي در هر مدل    68
4-10- زمان تحقيق    70

فصل پنجم: تجزيه و تحليل نتايج
5-1- کليات    72
5-2- ارزيابي ميزان استهلاک انرژي شفت دندانه اي و بررسي کارايي آن    73
5-2-1- بررسي و مقايسه مدلها از نظر هيدروليکي    99
5-3- نتايج حاصل از مقايسه مدلهاي مختلف با يکديگر جهت ارائه
طرح بهينه    102
5-4-پوشهاي جريان در مدلهاي مختلف    104

فصل ششم: نتيجه گيري و پيشنهادات
6-1- نتيجه گيري    119
6-2- پيشنهادات    120

فهرست منابع و مأخذ    121

فهرست جدول ها


عنوان     صفحه 

جدول 4-1: خلاصه ابعادي آزمايشهاي صورت گرفته بر روي شفت تيپ 1    44
جدول 4-2: خلاصه ابعادي آزمايشهاي صورت گرفته بر روي شفت تيپ 2    48
جدول 4-3: خلاصه ابعادي آزمايشهاي صورت گرفته بر روي شفت تيپ 3     52
جدول 4-4: خلاصه ابعادي آزمايشهاي صورت گرفته بر روي شفت بدون دندانه     52
جدول 4-5 : رابطه دبي و عمق متوسط در کانال با شيب 3%...................    59
جدول 4-6 : رابطه دبي و عمق متوسط در کانال با شيب 5%..................    60
جدول 4-7 : رابطه دبي و عمق متوسط در کانال با شيب 8%............................    61
جدول 4-8 : رابطه دبي و عمق متوسط در کانال با شيب 10%..............    62
جدول 4-9 : رابطه دبي و عمق متوسط در کانال با شيب 13.8%.....    63
جدول 4-10 : مشخصات هيدروليکي جريان براي حالت فاصله چرخ آبي از کف
کانالmm 6-کل دبيها و شيبها    64
جدول 4-11 : مشخصات هيدروليکي جريان براي حالت فاصله چرخ آبي از کف
کانالmm 30-کل دبيها و شيبها    65
جدول 4-12 : مشخصات هيدروليکي جريان براي هر دو حالت فاصله چرخ آبي از
کف کانال 6  و30 ميليمتر-کل دبيها و شيبها    66
ادامه جدول 4-12 : مشخصات هيدروليکي جريان براي هر دو حالت فاصله 
چرخ آبي از کف کانال 6  و30 ميليمتر-کل دبيها و شيبها    67
جدول 4- 13: زمان و نيروي کار صرف شده در اين پژوهش    70
جدول 5-1: مشخصات هيدروليکي و ميزان استهلاک انرژي در مدلهاي با شفت 65*30
سانتي متر در پلان و 350 سانتي متر ارتفاع با دندانه هاي 35*30 سانتي متري    74
جدول 5-2: مشخصات هيدروليکي و ميزان استهلاک انرژي در مدلهاي با شفت 65*30
سانتي متر در پلان و 350 سانتي متر ارتفاع با دندانه هاي 30*30 سانتي متري    75

عنوان     صفحه 

جدول 5-3: مشخصات هيدروليکي و ميزان استهلاک انرژي در مدلهاي با شفت 65*30
سانتي متر در پلان و 350 سانتي متر ارتفاع با دندانه هاي 25*30 سانتي متري    76
جدول 5-4: مشخصات هيدروليکي و ميزان استهلاک انرژي در مدلهاي با شفت 55*30
سانتي متر در پلان و 350 سانتي متر ارتفاع با دندانه هاي 35*30 سانتي متري    77
جدول 5-5: مشخصات هيدروليکي و ميزان استهلاک انرژي در مدلهاي با شفت 55*30
سانتي متر در پلان و 350 سانتي متر ارتفاع با دندانه هاي 30*30 سانتي متري    78
جدول 5-6: مشخصات هيدروليکي و ميزان استهلاک انرژي در مدلهاي با شفت 55*30
سانتي متر در پلان و 350 سانتي متر ارتفاع با دندانه هاي 25*30 سانتي متري    79
جدول 5-7: مشخصات هيدروليکي و ميزان استهلاک انرژي در مدلهاي با شفت 45*30
سانتي متر در پلان و 350 سانتي متر ارتفاع با دندانه هاي 35*30 سانتي متري    80
جدول 5-8: مشخصات هيدروليکي و ميزان استهلاک انرژي در مدلهاي با شفت 45*30
سانتي متر در پلان و 350 سانتي متر ارتفاع با دندانه هاي 30*30 سانتي متري    81
جدول 5-9: مشخصات هيدروليکي و ميزان استهلاک انرژي در مدلهاي با شفت 45*30
سانتي متر در پلان و 350 سانتي متر ارتفاع با دندانه هاي 25*30 سانتي متري    82

فهرست شکل ها


عنوان     صفحه 

شکل 1-1 : انواع اصلي سرريز....    3
شکل 1-2:  اتصال بين سرريز مستقيم و استهلاک کننده انرژي    4
شکل 1-3: سرريز پله-حوضچه اي.............    4
شکل 1-4: اتصال بين سرريز و پاياب    5
شکل 1-5:  فرم کلي سرريز پيشنهادي    6
شکل 2-1: انواع جريان در آبشار ريزشي در کانال منشوري مستطيلي    12
شکل 2-2:  سازه ريزشي توسعه یافته    12
شکل 2-3: ريزش جت در يک حوضچه با کف افقي    15
شکل  2-4: ضربه جت    16
شکل2-5: a) جت برخوردي محدود شده از جوانب b) زاويه برخورد δi      17
شکل 2-6: شماي کلي شفت ريزشي آبشاري در Roman aqueduct 
و3 رژيم مختلف شکل گرفته در آن    18
شکل 2-7: طرح Vortex drop    19
شکل 2-8: شفت گردابي    21
شکل 2-9: المانهاي ايجاد کتتده بالشتک آبي مناسب    24
شکل 2-10: طرح مدل آزمايش شده سازه جديد ريزشي گردابي توسط    25
شکل 4-1: سيستم آزمايشگاهي شفت دندانه اي به صورت شماتيک همراه با جزئيات    33
شکل 4-2 : تصوير سيستم آزمايشگاهي- ديد از عقب و راست............................    33
شکل 4-3 : تصوير سيستم آزمايشگاهي- ديد از عقب و چپ    34
شکل 4-4 : تصوير سيستم آزمايشگاهي- ديد از عقب     34
شکل 4-5 : تصوير سيستم آزمايشگاهي- ديد از جلو...    35

عنوان     صفحه 

شکل 4-6 : تصوير سيستم آزمايشگاهي- ديد از جلو و راست...    35
شکل 4-7 : تصوير سيستم آزمايشگاهي- ديد از جلو و چپ   &nbs

توجه : فایل بالا دارای پشتیبانی و امکان پیگیری است که با کلیک بر روی (دریافت فایل) نمایش داده خواهد شد

با تشکر از انتخاب شما