جلسه دفاع پایان نامه کارشناسی ارشد (آقای فرشاد چگنی)
موضوع: بررسی علت خرابی یک فن گریز از مرکز به کمک شبیه سازی عددی
ارائه دهنده: فرشاد چگنی
استادان راهنما: دکتر علیرضا شهیدی
استادان مشاور: دکتر محمد مشایخی
استادان داور: دکتر محسن اصفهانیان، دکتر محمد سیلانی
چیکده :
خرابی یک تجهیز می تواند پیامدهای سنگینی برای یک کارخانه به دنبال داشته باشد. از این رو همواره سعی می شود پارامترهای موثر بر خرابی تجهیزات با اصول مهندسی پیش بینی شوند. توسعه ی روش های عددی، این روش ها را به ابزار کلیدی برای تجزیه و تحلیل تجهیزات بدل کرده است. در این پژوهش نیز با بهره گیری از ابزارهای تحلیل عددی، خرابی رخ داده برای یک تجهیز بررسی شده است. هدف از این پژوهش بررسی یکی از فن های مجتمع فولاد مبارکه می باشد، که چندین بار دچار حادثه شده است؛ حوادث رخداده برای فن مورد نظر، بسیار شدید بوده و منجر به آسیب جدی به فن و پره های آن شده است. این پژوهش به کمک شبیه سازی عددی سعی در یافتن علت خرابی فن مورد نظر دارد. در این راستا فن مورد نظر از جهات مختلفی همچون تاثیر نیروهای ناشی از چرخش، تحلیل جریان سیال عبوری از فن، و تاثیر نیروهای آیرودینامیک بر پره های فن مورد مطالعه قرار گرفته است. ابتدا هندسه ی پروانه ی فن به کمک پارامترهای هیدرولیکی مربوطه، در نرم افزار سی اف توربو ساخته شده است. در مرحله ی بعد تاثیر نیروهای گریز از مرکز ناشی از چرخش فن با استفاده روش اجزا محدود و به کمک نرم افزار آباکوس مورد مطالعه قرار گرفته است. سپس به منظور مطالعه ی جریان سیال عبوری از پروانه و نیروهای وارده به پره ها از طرف جریان سیال، جریان سیال عبوری با استفاده از روش شبکه بولتزمن و به کمک نرم افزار ایکس فلو مدل سازی شده است. در نهایت عمر خستگی پروانه تحت تاثیر نیروهای وارده به کمک نتایج حاصل از مدلسازیهای عددی انجام شده، و با استفاده از نرم افزارتحلیل خستگی اف ای سیف مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به نتایج بدست آمده از شبیه سازی های عددی انجام گرفته، میتوان گفت که نیروهای گریز از مرکز ناشی از چرخش فن، منجر به ایجاد تنش های قابل ملاحظه ای در پروانه ی فن، بخصوص درناحیه ی اتصال پره ها و صفحات نگهدارنده، خواهند شد. درمقابل تنش های ناشی از نیروهای آیرودینامیک سیال عبوری، در مقایسه با تنش های ناشی از چرخش فن چندان قابل ملاحظه نیستند؛ و طبیعت نوسانی آنها در شرایط عادی تاثیری بر عمر خستگی پره ها و پروانه ی فن ندارد. همچنین با توجه به نتایج حاصل از تحلیل جریان عبوری از پروانه می توان گفت که وضعیت اغتشاش سیال در اطراف پره ها چندان مطللوب نیست، و سطح پره ها در صورت وجود ذرات گرد و غبار در سیال عبوری مستعد مکانیزم خرابی سایش خواهد بود.
کلمات کلیدی: شبیه سازی عددی، فن، نیروهای گریز از مرکز، نرم افزار آباکوس، تحلیل جریان سیال، نرم افزار ایکس فلو، تحلیل خستگی، نرم افزار اف ای سی