چکیده پایان نامه

هدف از این بررسی مطالعه تجربی اثر فاصله[1] بین صفحات ارفیس[2] و نسبت انسداد[3] بر پدیده گذر احتراق به انفجار[4] در لوله هایی است که در بخشی از طول آنها صفحات ارفیس بکار رفته است.

بدین منظور لوله انفجاری طراحی و ساخته شده است، طول لوله بکار رفته در این پژوهش 3 متر و درصد متان، 50 درصد اکسیژن و 25 درصد نیتروژن) است. همه آزمایشها در فشار و دمای محیط  انجام شده است. آزمایشها در سه نسبت  انسداد BR=0/10، BR=0/60 و BR=0/70 صورت گرفته است فاصله ی  بین صفحات اورفیس نیز از S=2cm تا S=6cm تغییر می کند. جهت ایجاد جرقه از یک شمع الکتریکی در انتهایی لوله استفاده شده است. جهت تعیین محل وقوع پدیده گذر احتراق به انفجار از صفحات دود اندود استفاده شده است.

نتایج نشان می دهند که وابستگی طول پیش از انفجار به فاصله بین موانع در نسبت های مختلف متفاوت است. در اکثر موارد با افزایش نسبت انسداد طول پیش از انفجار افزایش می یابد و میزان این افزایش در فواصل بین مانعی بزرگتر بیشتر است. همچنین در نسبت های انسداد پایین اثر فاصله بین موانع بر طول پیش از انفجار ناچیز می باشد.

واژه های کلیدی : احتراق، انفجار، آشفتگی، گذر.

فهرست مطالب

عنوان صفحه

فصل 1- طرح مسئله ی تحقیق … 1

1-1- مقدمه … 2

1-2- بیان مسئله تحقیق … 2

1-3- پرسش های تحقیق … 3

1-4- ضرورت و اهمیت تحقیق … 3

1-5-  اهداف تحقیق … 3

1-6- سوالات  یا فرضیه های تحیق … 4

فصل 2- شناسایی فرآیند گذر از احتراق به انفجار و پیشینه ی آن … 5

2-1- مقدمه … 6

2-2- شناسایی پدیده گذر احتراق به انفجار و عوامل تاثیر گذار بر آن … 7

2-2-1- پدیده ی گذر احتراق آشفته به انفجار چیست ؟ … 7

2-2-2- عوامل تاثیر گذار بر پدیده ی گذر احتراق آشفته به انفجار … 9

2-2-3- مطالعات انجام شده در زمینه ی گذر احتراق به انفجار … 13

2-2-4- مراحل پدیده ی گذر احتراق به انفجار … 17

2-3- شتاب گیری شعله در لوله ها … 18

2-3-1- فرآیند شتاب گیری شعله در لوله های صاف … 18

2-3-2- طول  پیش از انفجار … 21

2-4- شتاب گیری شعله در لوله های با مانع … 22

2-4-1- فرآیند شتاب گیری شعله در لوله های با مانع … 22

2-4-2- مشخصات رژیم های پخش شعله … 24

2-5- آغاز انفجار … 27

2-5-1- روش های مختلف آغاز پدیده ی انفجار … 27

2-5-2- معیار آغاز انفجار در لوله های صاف … 29

2-5-3- معیار آغاز انفجار در لوله های با مانع … 31

2-6- شرایط لازم برای وقوع گذرا احتراق به انفجار … 33

فصل 3- مراحل طراحی و ساخت لوله انفجاری … 36

3-1- مقدمه … 37

3-2- تهیه نقشه لوله انفجاری … 37

3-3- مراحل ساخت لوله انفجاری … 38

3-4- نحوه انجام آزمایش … 48

فصل 4- نتایج حاصل از انجام آزمایشات … 50

4-1- مقدمه … 51

4-2- نتایج تاثیر فاصله ی بین موانع بر طول پیش از انفجار در هر نسبت انسداد به طور جداگانه … 52

4-3- نتایج بررسی  تاثیر نسبت انسداد و فواصل بین مانعی بر طول پیش از انفجار … 54

فهرست مقالات ارایه شده … 55

مراجع … 56

فهرست شکل ها

عنوان صفحه

شکل 2-1- شماتیکی از فرآیند پیچیده DDT … 6

شکل 2-2- مراحلی از ایجاد فرآیند DDT … 7

شکل 2-3- تصویری از مراحل سوختن، گذر به انفجار و انتشار موج انفجار … 7

شکل 2-4- شماتیکی از یک سیکل PDE … 8

شکل 2-5- اثر نوع سوخت بر زمان وقوع DDT  در شرایط یکسان … 9

شکل 2-6- اثر نسبت هم ارزی بر زمان وقوع DDT … 10

شکل 2-7- تاثیر قطر لوله و درصد سوخت موجود در هوا بر طول پیش از انفجار … 10

شکل 2-8- زمان وقوع DDT در مخلوط هیدروژن – اکسیژن در فشار اولیه 100 کیلو پاسکال … 11

شکل 2-9-  زمان وقوع DDT در مخلوط هیدروژن – اکسیژن در فشار اولیه 5/62 کیلو پاسکال … 11

شکل 2-10- نمونه ای از مارپیچ شلکین … 13

شکل 2-11- تصویری از فرآیند (explosion in the explosion) در مخلوط هیدروژن و اکسیژن که با استفاده از روش عکسبرداری شیلرین گرفته است … 14

شکل 2-12- تصویری از فرآیند DDI در مخلوط هیدروژن – اکسیژن که با استفاده از روش عکسبرداری شیلرین گرفته شده است. فاصله ی زمانی بین قاب ها و فاصله ی بین علائم نشان داده شده در پایین ترین شکل 5cm می باشد … 15

شکل 2-13- عکس های شیلرین از مراحل اولیه ی پخش شعله در ترکیبات مختلف از H2-air … 17

شکل 2-14- شماتیک گسترش لایه ی مرزی در جلوی یک شعله ی شتاب درد. منحنی های v(x) نشان دهنده ی توزیع کیفی سرعت جریان در جلوی شعله می باشند؛ SW نشان دهنده ی موج ضربه ای می باشد؛ b.1 لایه ی مرزی می باشد؛ نشان دهنده ی ضخامت لایه ی مرزی در محل شعله می باشد؛ قسمت d جبهه ی شعله و لایه  مرزی در سه لحظه ی متفاوت را نشان می دهد؛ منحنی نشان دهنده ی ضخامت لایه مرزی در موقعیت  شعله به صورت تابعی از مکان می باشد…. 18

شکل 2-15- عکس های پیایی (فاصله ی زمانی بین عکس های 0/1ms می باشد) که نشان دهنده ی نحوه ی رشد لایه ی مرزی در جلوی ی شعله ی شتابدار می باشد. شعله از چپ  به راست در حرکت می باشد. سرعت در نوک شعله 320m/s می باشد. لایه های مرزی در دیواره ی بالایی با رنگ تیره و دیواره ی پایینی با رنگ روشنی نشان داده شده است.

زبری دیواره 0/1mm می باشد. مخلوط مورد آزمایش، مخلوط استوکیومتری H2-O2 با فشار اولیه ی 0/6 بار می باشد. … 20

شکل 2-16- فرآیند پخش شعله در داخل یک لوله ی با مانع به فطر داخلی 80mm و BR=0/6، ترکیب 0/10H2-air زمان پس از جرقه بر حسب ms در سمت راست نشان داده شده است … 22

شکل 2-17- فرآیند پخش  شعله در داخل یک لوله  ی با مانع به قطر داخلی mm 80 و 0/6 BR= ترکیب 0/70H2-air زمان پس از جرقه بر حسب ms در سمت راست نشان داده شده است … 22

شکل 2-18- نحوه ی وقوع احتراق آرام در ترکیب 0/10H2-air در یک کانال با BR=0/6 شعله در ابتدا با سرعتی در حدود 100 m/s از قسمت میانی لوله حرکت کرده و بخشی از مواد را به صورت سوخته نشده ترک می کند. سپس شعله برگشته و مواد نسوخته را هم می سوزاند. … 24

شکل 2-19-  نحوه ی وقوع احتراق آشفته در ترکیب 0/70H2-air در یک کانال  با BR=0/6  … 25

شکل 2-20- آغاز انفجار به واسطه ی انعکاس ماخ از دیواره ی بالایی موج ضربه مربوطه به یک شعله ی آشفته بوده که جلوتر از جهبه ی موج در حرکت بوده است. انعکاس از دیواره ی بالایی زمانی اتفاق افتاده که موج ضربه از مانع گذشته و وارد  یک حجم بزرگتر شده است. … 27

شکل 2-21- آغاز انفجار به واسطه ی بر هم کنش بین امواج فشاری و جبهه ی شعله در نزدیکی لایه مرزی. نقطه ی آغاز موج  انفجاری در عکس  دوم در فاصله ی کمی از دیواره ی پایینی و در مرکز موج بیضی گون نشان داده شده می باشد. … 28

جدول 2-1- نحوه ی ارتباط  بین اندازه ی هندسی مشخصه L ، با اندازه ی سلول  انفجاری … 31

شکل 2-22-  نتایج  آزمایشاتی که در جدول 2-1 ارائه شده است … 32

شکل 3-1- شماتیکی از تجهیزات مورد نیاز آزمایش … 36

شکل 3-2- فلنج 4 اینچ فشارقوی متصل به انتهای لوله … 37

شکل 3-3- سه  عدد لوله 2/1 اینچ رزوه شده با طول 7 سانتی متر در طول لوله انفجاری … 38

شکل 3-4- سه عدد شیر گازی فشار قوی 1000 WOG با سر شلنگی گازی روی لوله … 39

شکل 3-5- نمونه ای از یک عدد فلنج کور … 39

شکل 3-6- شمع  الکتریکی جهت ایجاد جرقه بسته شده روی فلنج کور … 40

شکل 3-7- یک عدد واشرلاستیکی 3 میلی متری برای آببندی … 40

شکل 3-8- کامل بسته شدن قسمت  ابتدایی لوله در محل جرقه زنی … 41

شکل 3-9- گیج  خلاء استفاده شده در آزمایش … 42

شکل 3-10- قسمت انتهایی لوله که محل قرارگیری شیرهای کنترل گاز و گیج خلاء می باشد.  … 43

شکل 3-11- دو نمونه از صفحات اورفیس دار با نسبت  انسداد متفاوت به کار رفته در آزمایشات  … 44

شکل 3-12- نمونه ای از موانع فلزی آماده شده برای قرار گرفتن در داخل لوله … 45

شکل 3-13- نقطه سه گانه محل بر خورد موج ضربه قائم بر سطح … 45

شکل 3-14- رد بدست آمده در آزمایش دنیسور تروشین … 46

شکل 3-15- صفحات دود اندود شده جهت تعیین محل وقوع گذر احتراق به انفجار … 46

شکل 3-16- ترانسفورماتور  و شمع جرقه زن استفاده شده در آزمایش  … 47

شکل 3-17- لوله انفجاری قرار گرفته روی میز و همچنین فویل های دوده  اندود که روی  آن قرار گرفته است.  … 48

شکل 3-18- ثبت نقطه آغاز گذر احتراق به انفجار … 49

شکل 3-19- سلول های انفجاری بر روی صفحه دوداندود  … 49

شکل 4-1- تغییرات طول پیش از انفجار بر حسب فاصله بین موانع در BR=0/70  … 52

شکل 4-2- تغییرات طول پیش از انفجار بر حسب فاصله بین موانع در BR=0/60  … 53

شکل 4-3- تغییرات طول پیش از انفجار بر حسب فاصله بین موانع در BR=0/40  … 53

شکل 4-4- تغییرات طول پیش از انفجار بر حسب نسبت انسداد و  فاصله بین مانعی در ترکیب متان – اکسیژن – نیتروژن  … 54


مقطع : کارشناسی ارشد

قبل از خرید فایل می توانید با پشتبانی سایت مشورت کنید