پایان نامه > کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود > مهندسی عمران > مقطع دکتری > سال 1400
پدیدآورندگان:
جلیل جوادی اورته چشمه [پدیدآور اصلی]، احمد احمدی[استاد راهنما]، علیرضا کرامت [استاد مشاور]
چکیده:
نظر به محاسن فراوان لولههای ویسکوالاستیک، استفاده از این گونه لولهها در سیستمهای مختلف به سرعت رو به افزایش است. رفتار ویسکوالاستیک لوله های پلیمری برای تحلیل سیگنال ضربه قوچ باید در نظر گرفته شود. ضربه قوچ در واقع افزایش فشاری است که در سیالات بعد از تغییر مسیر یا بسته شدن ناگهانی مسیر جریان رخ می دهد و این افزایش فشار در اغلب مواقع، زمانی اتفاق می افتد که یک شیر در مسیر حرکت سیال بسته شود. برای مدلسازی رفتار ویسکوالاستیک لولهها عموما از روش کلوین- ویت استفاده میشود. در این مدل فنر به همراه تعدادی از المانهای مختلف متشکل از فنر و میراگر در ترکیب موازی با هم، به صورت سری قرار میگیرند.
لولههای ویسکوالاستیک در مقابل تنشهای وارده رفتار پیوسته وابسته به زمان از خود نشان میدهند. ترم کرنش تاخیری در رابطه پیوستگی تابع، زمان، فشار و ضرایب خزش است. در ویسکوالاستیسیته خطی رابطه بین کرنش و فشار به شکل خطی است و ضرایب خزش به صورت اعداد ثابت تعریف میشوند. در بحث ویسکوالاستیسیته غیرخطی که موضوع اصلی این تحقیق است ضرایب کامپلانس خزش بر حسب فشار تعریف میگردد.
در بخش اول این تحقیق اثر تعداد المانهای کلوین- ویت بر تابع خزش لوله ویسکوالاستیک و نوسانات فشار ناشی از ضربه قوچ مورد بررسی قرار میگیرد. در این بخش ضرایب خزش مدلهای 1 تا 4 المان کلوین- ویت با استفاده از تابع خزش بدست آمده از مدل 5 المان کوواس و همکاران برای دبی 1 لیتر بر ثانیه و نوسانات فشار ضربه قوچ در انتهای لولههایی با طول های 20 تا 8000 متر تعیین میشود. نتایج این بخش نشان میدهد که دقت مدلهای سه و چهار المان در لولههایی با طول بیشتر از 1000 متر در روش اول بیشتر از روش دوم است و برای طولهای کمتر از 1000 متر دقت مدلهای سه و چهار المان در هر دو روش یکسان است. در مدل دو المان برای لولههایی با طول بیشتر از 720 متر، دقت روش اول بیشتر از روش دوم بوده و برای طولهای کمتر از 720 متر نتایج برعکس است. تحلیل خطای هر دو روش نشان میدهد که مدل یک المان تا حد زیادی نادرست بوده و از این رو برای پیشبینی فشارهای میرا در لولههای ویسکوالاستیک مناسب نیست.
در بخش دوم این تحقیق ابتدا به بررسی اثر ویسکوالاستیک خطی و اصطکاک غیرماندگار بر نتایج فشار ناشی از ضربه قوچ پرداخته شده و سپس رفتار غیرخطی لوله ویسکوالاستیک در پدیده ضربه قوچ مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی اثر اصطکاک غیرماندگار و ویسکوالاستیک خطی بر نتایج فشار نشان داده که اصطکاک غیرماندگار تاثیر ناچیزی بر نتایج دارد و از اثر آن در بررسی رفتار غیرخطی لوله ویسکوالاستیک صرفنظر میشود. برای بررسی رفتار غیرخطی لوله ویسکوالاستیک، نرخهای بارگذاری بالا (فشارهای بدست آمده از رابطه ژوکوفسکی) و ضرایب خزش مدل کلوین- ویت با استفاده از مدل ضربه قوچ برای دبیهای مختلف تعیین شده و برای هر ضریب کامپلانس خزش یک رابطه بر حسب فشار استخراج شده است. در مرحله بعد، این روابط در مدل عددی ضربه قوچ اعمال گردیده و این امکان فراهم شده تا ضرایب کامپلانس خزش برای دبیهای مختلف محاسبه و از آنها برای پیشبینی نوسانات فشار و مقایسه با نتایج مدل ویسکوالاستیک خطی استفاده شود. در این تحقیق همچنین از روش درونیابی خطی برای تعیین ضرایب خزش برخی از دبیها استفاده گردیده و سپس با استفاده از مدل عددی ضربه قوچ نوسانات فشار پیشبینی شده است. مقایسه نتایج روش درونیابی و مدل غیرخطی با مقادیر آزمایشگاهی و مدل خطی نشان میدهد که روابط پیشنهادی و ضرایب خزش بدست آمده از روش درونیابی، نوسانات فشار را به خوبی پیشبینی میکنند و مدل غیرخطی با توجه به استفاده از توابع خزش مختلف از دقت بهتری نسبت به مدل خطی برخوردار است. در این تحقیق با استفاده از ضرایب خزش بدست آمده، تابع خزش دبیهای مختلف تعیین شده و نتایج نشان داده است که با افزایش فشار، مقدار خزش لوله ویسکوالاستیک افزایش مییابد
کلید واژه ها (نمایه ها):
#ضربه قوچ #لوله ویسکوالاستیک #رفتارغیرخطی #ضرایب خزش #نوسانات فشار
محل نگهداری: کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود
یادداشت: حقوق مادی و معنوی متعلق به دانشگاه صنعتی شاهرود می باشد.
تعداد بازدید کننده: