استفاده از قطعه لوله ویسکوالاستیک برای جذب انرژی حاصل از پدیده ضربه قوچ
چکیده
ضربه قوچ پدیده ای به همراه خسارت، ایجاد صدا و ارتعاش در سیستم می باشد. هدف کلی از ارائه این پایان نامـه بررسی تـاثیر اسـتفاده از مواد ویسکو الاستیک، مانند پلی اتیلن در جذب انرژی ناشی از پدیده ضربه قوچ می باشد. در سال های اخیر موضوع استفاده از مواد ویسکوالاستیک قابل توجه دانشمندان جهان قرار گرفته است. معادلات حاکم، متشکل از معادله پیوستگی و معادله مومنتوم که بر اساس پارامترهای سرعت، هد، قطر لوله، سرعت موج، شتاب ثقل و زمان می باشند، با استفاده از روش خطوط مشخصه گسسته سازی می شود. معادلات جریان گذرا در لوله ساخته شده از مواد ویسکوالاستیک کمی با مواد الاستیک متفاوت می باشد و مدل ریاضی آن دارای یک ترم اضـافی در معادله پیوسـتگی می باشد. افت ایجاد شده در فشار، به عواملی همچون ، مقادیر خزش تطابقی و زمان تاخیر (که از خواص مواد ویسکوالاستیک می باشند) و مشخصات هندسی سیستم، وابسته است. هرچه مواد مورد استفاده در لوله، خواص ویسکوالاستیسیته بیشتر داشته باشد، افت بیشتری در حداکثر فشار ایجاد شده ناشی از ضربه قوچ به وجود می آید. صحت سنجی نتایج مدل عددی حاضر با استفاده از مقایسه با اندازه گیری گزارش شده از مدل های آزمایشگاهی انجام گرفته است. مقایسه نشان می دهد که نتایج حاصل از روش عددی مطابقت خوبی با مدل آزمایشگاهی دارد. در این پایان نامه تاثیر تغییرات پارامتر های مختلف همچون تاثیر طول لوله، طول لوله ویسکوالاستیک، ضخامت لوله، زمان بستن شیر، مدول الاستیسیته و تعداد المان ها در افت فشار ایجاد شده در طی زمان بررسی شده است. برای هر تغییر پارامتر، نمودار و توضیحات مربوط به آن نمودارها آورده شده و علاوه بر بررسی دقت نتایج زمان پردازش هر نمودار در زیر آن ذکر شده است. در مدل عددی، حل معادلات با استفاده از روش خطوط مشخصه، شامل چند قسمت می باشد. قسمت اول مرز شیر می باشد، این مرز دارای شرایط خاص می باشد چون فقط از یک رابطه از دو معادله گسسته سازی شده توسط خطوط مشخصه می توان استفاده کرد. قسمت دوم بین شیر و بخش الاستیک لوله قرار دارد و از مواد ویسکوالاستیک تشکیل شده است. قسمت سوم مرز اتصال بین لوله با مواد ویسکوالاستیک و لوله با مواد الاستیک می باشد. قسمت چهارم لوله الاستیک از مرز اتصال تا مخزن می باشـد. قـسمت پنـجم مرز مخزن می باشد، در این مرز فشار ثابت بوده و برابر فشار مخزن می باشد. تحقیقات متعددی در زمینه استفاده از مواد ویسکوالاستیک صورت گرفته است، که تنها شامل یک سیستم متشکل از مخزن، لوله ویسکوالاستیک، شیر می باشد، اما نوآوری این مقاله، استفاده از ترکیب لوله الاستیک و ویسکوالاستیک در یک سیستم، برای جذب انرژی ضربه قوچ می باشد. واژه های کلیدی:جریان ناماندگار، ضربه قوچ، مواد ویسکو الاستیک، روش خطوط مشخصه.