عنوان:  پایان نامه تاثير ات اينرسي در جريان يك سيال غير ‏نيوتني تحت فشار پايا بين دو سطح منحني ‏خطي انتقالي، مهندسی مکانيک

رشته:  پروژه تخصصی دوره کارشناسی‌،مهندسی مکانيک گرايش حرارت و سيالات

فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحه: 100

بهمرا فایل پاورپوینت  ppt قابل ویرایش(47 اسلاید)

:Title

Effects of inertia in the steady state ‎pressurised flow of a non-Newtonian ‎fluid between two curvilinear surfaces ‎of revolution: Rabinowitsch fluid ‎model

فهرست مطالب ‏
عنوان
چکیده ‏‏
فصل ‏اول
‏1-1.روانکاری    ‏
‏۱‐2. اصطكاك و سائيدگي
‏1-3.شرايط اصلي روان كننده
‏1-4. انواع روان كننده
‏1-4-1.روان کننده های گازی:‏    ‏
‏1-4-2.روان کننده های ‏مایع
‏1-4-4. روان كننده هاي جامد
‏1-5.انواع رژيم هاي روغنکاري
‏1-5-1.روغنکاري هيدرواستاتيکي
‏1-5-2.روغنکاري هيدروديناميکي
‏1-5-3.روغنکاري الاستوهيدروديناميکي
‏1-5-4.روغنکاری مرزی ‏
‏1-5-5.روغنکاري جزئي
فصل ‏دوم
مقدمه
‏2-1 . مشخصه های مواد‏
‏2-2.  یاتاقانهای فلزی‏
‏2-3. غیر ‏فلزات
‏2-4.  شکل سطوح یاتاقان‏
‏2-5.  مواد و رهیافتهای ساخت یاتاقانهای با عضو چرخنده‏
‏2-6.خواص متداول ‏یاتاقان
فصل3 : تاریخچه مطالعه روی محیط متخلخل ‏‏
‏3 -1.محیط متخلخل
‏3-2.سیال غیر نیوتنی
‏3-3.تاریخچه مطالعه محیط متخلخل
فصل 4 : معادلات حاکم ‏‏
‏4-1.معادلات ناویر استوکس
فصل ‏پنجم   تاثيرات اينرسي در جريان يك سيال غير نيوتوني تحت فشار پايا  
‏5-1. تاثير ات اينرسي در جريان يك سيال غير نيوتني تحت فشار پايا بين دو سطح منحني خطي انتقالي مدل سيال ‏رابينو ويچ
‏5-2. معادلات اساسي و شرايط دامنه اي:‏
‏5-3. ورقه هاي موازي و مسطح :‏
‏5-4. سطوح كروي متحد المركز :‏
‏5-5. ميزان جريان روغن‏
‏5-5-1. ورقه هاي مسطح موازي
‏5-6. نتايج و بحث :‏
‏5-6-1. حالت ورقه هاي مسطح موازي :‏
‏5-6-2. سطح كروي متحد المركز :‏
‏5-7. حالت كره هاي متحدالمركز:‏
‏5-8. نمودار شماتيك وضوح بين دو سطح كروي متحد المركز‏
‏5-9.  نتيجه گيري :‏
منابع:‏

فهرست اشكال
نام شکل
شکل 1-1: سطح غیر همدیس در روانکاری الاستو هیدرو دینامیکی سخت
شکل1-2:سطوح ‏همدیس.    ‏
شکل 1-3 الف:تماس نقطهای قبل از اعمال نیرو ب:تغییر شکل ناحیه تماس بعد از اعمال نیرو
شکل 1-4 الف: تماس خطی قبل از اعمال نیرو ب:تغییر شکل ناحیه تماس بعد از اعمال ‏نیرو ‏
شکل 1-5:شماتیک رژیم های روانکاری با ضخامت فیلم ‏روغن

شکل 1-6:نسبت سایش برای رژیم های روغنکاری ‏متفاوت
شکل 1-7: ضریب اصطکاک برای رژیم های مختلف ‏روانکاری
شکل2- 1-یاتاقان های فنولیک لایه ‏ای
شکل2- 2- شکل های مختلف سطوح ‏یاتاقان
شکل2- 3 – سختی داغ 1000 ‏CBS ‎، ‏‎1000M CBS ‎، ‏Vasco x-2‎‏ و فولادهای ابراز با سرعت ‏بالا
شکل2- 4- نمایش دانسیته جرمی برای فلزات مختلف ، پلیمرها و سرامیکها در درجه حرارت ‏اتاق
شکل2- 5- نمایش مدولهای کشسانی برای فلزات مختلف ، پلیمرها و سرامیکها در دمای ‏اتاق
شکل2- 6-نمایش ضریب انبساط خطی حرارتی برای فلزات مختلف ، پلیمرها و سرامیکها در محدوده20 تا 200 ‏درجه
شکل2- 7 – نمایش ضریب هدایت حرارتی برای فلزات مختلف ، پلیمرها و ‏سرامیکها
شکل2- 8-نمایش ظرفیت حرارتی ویژه برای فلزات ‏مختلف
شکل3-1:مقایسه سیال نیوتنی و غیرنیوتنی در مقابل تنش برشی
شکل 4-1:انتخاب المان ‏سیال
شكل5-1: نمودار شماتيك وضوح منحني خطي بين دو سطح انتقالي‏
شكل 5-2: نمودار شماتيك وضوح بين دو ديسك موازي
شكل 5-3: نمودار شماتيك وضوح بين دو سطح كروي متحد المركز‏
شكل 5-4: گوناگوني فشار ‏ ‏ در وضوح بين ورقه هاي موازي با شعاع ورقه ‏ ‏ براي مقادير متنوع ثابت سيال ‏ ‏ و ‏پارامتر چرخشي ‏s‏. ‏
شكل 5-5: گوناگوني فشار ‏ ‏ در وضوح بين ورقه هاي موازي با شعاع ورقه ‏ ‏ براي مقادير متنوع ثابت سيال ‏ ‏ و ‏پارامتر چرخشي ‏s‏. ‏
شكل 5-6: گوناگوني طوق بدون اصطكاك ياتاقان را نسبت به ويسكوزيته ي نرمالايز شده ‏ و ضريب ‏سودو پلاستيسيتي ‏k‏ را براي مقادير مختلف ضخامت فيلم نشان مي دهد .‏
شكل 5-7: گوناگوني جريان بي بعد شعاعي ‏ در وضوح بين ورقه هاي موازي با ويسكوزيته ي نرمالايز شده ‏ و ‏ ثابت سيال براي مقادير مختلف پارامتر چرخش ‏S
شكل 5-8: گوناگوني فشار ‏p‏ با وضوح باريك ( ‏h=0.001‎‏) بين سطوح كروي متحد المركز با زاويه ‏ براي مقادير ‏مختلف ثابت سيال ‏ ‏ و پارامتر چرخش ها .‏
شكل 5-9: گوناگوني فشار فيلم ‏p‏ در وضوح متوسط ‏ بين سطوح كروي متحد المركز با زاويه ‏ براي ‏مقادير مختلف ثابت سيال ‏ و پارامتر چرخشي ‏s
شكل 5-10: گوناگوني طوق بي بعد اصطكاك ‏ ‏ با ويسكوزيته نرمالايز شده ‏ وقتي كه سطوح كره هاي متحد ‏المركز براي مقادير مختلف ضخامت فيلم ‏ استفاده شده است .‏    ‏94‏
شكل (5-11): تغيير ميزان جريان سيال ‏ در وضوح بين صفحات كروي متحد البمركز با تغيير ويسكوزيته ‏ ‏ و ‏ثابت سيال ‏ ‏ براي مقادير مختلف پلامتر چرخشي ‏S‏ .‏
‏ ‏

فهرست جداول
عنوان جدول
جدول 1-1:انواع روانکارها وکاربرد انها در ماشین ‏الات
جدول 2- 1-خواص و مشخصه های فلزات مختلف یاتاقان ‏همدیسی
جدول 2- 1-ترکیب و خواص فیزیکی آلیاژهای یاتاقان فلز ‏سفید
جدول 2- 3-ترکیب شیمیایی آلیاژ در موارد استفاده عمومی ‏تر.
جدول 2- 4-مواد یاتاقان متداول از آلیاژ برنز و ‏مس
جدول 2- 5-محدودیتهای کاربردی مواد یاتاقان ‏غیرفلزی
جدول 2- 6- کاربردهای معمولی یاتاقان های فنولیک لایه ‏ای
جدول 2- 7- ترکیبات معمول یاتاقانهای فولادی انتخاب ‏شده
جدول 2- 8- دانسیته جرم فلزات مختلف ، پلیمرها و سرامیکها در دمای ‏اتاق
جدول 2- 9-مدول کشسانی برای فلزات مختلف ، پلیمرها و سرامیکها در دمای ‏اتاق
جدول 2- 10- نسبت ضریب پویسان برای فلزات مختلف ، پلیمرها و سرامیکها در دمای ‏اتاق
جدول 2- 11-ضریب انبساط خطی حرارتی برای فلزات مختلف ، پلیمرها و سرامیکها در محدوده 20تا 200 ‏درجه
جدول 2- 12- ضریب هدایت حرارتی برای فلزات مختلف ، پلیمرها و ‏سرامیکه
جدول 2- 13- ظرفیت حررتی ویژه برای ‏فلزات

چكيده : ‏
در بسياري از مواقع سيالات با افزودني هائي مخلوط مي شوند ( بهبود دهنده ي هاي شاخص ويسكوزيته ، ‏افزايش دهنده ها و كاهش دهنده هاي ويسكوزيته ، كه در نتيجه ي آن طبيعت پلاستيسیته كاذب و دي ‏لاتنت را نشان مي دهند كه تحت عنوان مدل استرس مكعبي ( مدل رابينو ويچ ) مدل سازي مي شود . ‏مدل استرس مكعبي براي سيالات سودوپلاستيك = ( پلاستيسیته ي كاذب) پذيرفته مي شود به دليل ‏اينكه وادا و هياشي نشان داده اند كه نتايج تئوري با اين مدل با نتايج تئوري با اين مدل با نتايج آزمايشات ‏تجربي تجربي كاملاً سازگاري دارد . آناليز نظري حاضر بررسي تاثير  سودوپلاستيك همراه با اينرسي ‏چرخشي روي توزيع فشار طوق اصطكاك و ميزان جريان سيال ، جرياني كه تحت فشاربيروني هست و به ‏وضوح باريك و مشخصي بين دو سطح منحني خطي حركت انتقالي دارد ، مي باشد . فشار با استفاده از ‏ابزار مكمل انرژي بيان مي شود . براي تجزيه و تحليل و بحث تاثيرات پلاستيسيته ي كاذب و اينرسي ‏جريان بر توزيع فشار ، ميزان جريان سيال و طوق اصطكاك مثالهاي جريان تحت فشار بيروني بين ديسك ‏هاي موازي و سطوح كروي متحد المركز مشخص بررسي شده اند . ‏

مقدمه : ‏
در بسياري از كاربردهاي روان سازي عملي ، تئوري كلاسيك نيوتن يك رويكرد مهندسي رضايت بخش ‏نيست . آزمايشات نشان مي دهد كه اضافه كردن مقدار كم افزودني هاي پليمري با زنجيره ي بلند ، به ‏يك سيال نيوتني مي تواند روغن مطلوبي توليد كند چنين روغن هائي بر اساس طبيعت و كميت افزودني ‏ها مثل سيالات ويسكولاستيك ، دي لاتنت و سودوپلاستيك رفتار مي كنند . ‏
جريانات دي لاتنت در استفاده ي عملي اهميت زيادي ندارند ، اما سودوپلاستيستي روي ويژگيهاي ‏لغزندگي، ارزش اضافي به روغن هاي با ويسكوزيته ي پايين مي دهد تا كار آئي انرژي آنها اصلاح شود . ‏در سالهاي اخير ، تريبولو ژيست ها يك سري كارهائي انجام داده اند تا كارآئي ويژگيهاي تثبيت كنندگي ‏روغن هاي غير نيوتني را با افزودن مقدار كمي از محلولهاي پليمري با زنجيره ي بلند مثل پلي ايزوبوتيلن ‏و پروپلين اتيلن و غيره افزايش دهند . استفاده از افزودنيها حساسيت روغن را به تغيير در تقسيم بندي ‏ميزان كشش – كاهش مي دهند . علاوه بر اين ويسكوزيته ي اين روغن ها يك ارتباط غير خطي بين ‏نرخ كرنش برشي و فشار برشي نشان مي دهد . ‏
در چند دهه اخير تاثيرات رئولوژيك روغن هاي غير نيوتني بر اساس مدلهاي مختلف سيال مثل قانون ‏نيرو و مدل كوپل استرس سيال براي ويژگي هاي اجرائي مجله ، فيلم فشار ، ديسك هاي ساليانه و نشان ‏فشار خارجي مطالعه شده اند . بررسي نظري مشكلات اثر لغزندگي و اجرا آن با استفاده از روغن هاي غير ‏نيوتني توسط گيانيكوس و بوك هولز براي نشان الاستيك با سيالات قانوني نيروي غير نيوتني براي مجله ‏اي كه داراي سيالات ريز قطب بود انجام شد . ‏

‏ نتيجه گيري : ‏
اثرات سودوپلاستيك يك روغن غير نيوتني غير متراكم ايزوترمال روي توزيع فشار ، طوق اصطكاك و ‏ميزان جريان ياتاقان هاي منحني خطي ، با ناديده گرفتن ، اثرات كاويتاسيون و اينرسي سيال با مثالهاي ‏ورقه هاي موازي سطح كروي متحد المركز ارائه مي شوند . ‏
سيال را بينوويچ به عبارت ديگر مدل معادله ي مكعبي تحت بررسي قرار مي گيرد تا عبارت هاي آناليتيك ‏فشار را با استفاده از روش انتگرال انرژي مشتق بگيرد . كه نتيجه گيريهاي زير حاصل شدند : ‏
‏* روغن سودوپلاستيك در مقايسه با مورد نيوتني توزيع فشار فيلم بيشتري دارند . علاوه بر اين با افزايش ‏پارامتر رئولوژيك ‏kهم در ورقه هاي مسطح موازي و هم در سطوح كره هاي متحد المركز فشار فيلم ‏افزايش مي يابد . ‏
‏* تاثير سودوپلاستيسیتي روي توزيع فشار وقتي كه هيچ چرخشي وجود ندارد كوچك است و با چرخش ‏در اثر اينرسي افزايش مي يابد . ‏
‏* تاثير سودوپلاستيسیتي روي توزيع فشار با شعاع ‏R‏ بالا كه در اثر اينرسي حاصل مي شود به طور قابل ‏مقايسه اي معني دار است . ‏
‏* ميزان جريان سيالات سودوپلاستيك در نتيجه افزايش ويسكوزيته به عبارت ديگر در اثر بهبود دهنده ‏هاي شاخص ويسكوزيته كاهش مي يابد افزايش دهنده هاي ويسكوزيته ميزان جريان را كاهش مي دهند . ‏
‏* طوق اصطكاك سيالات سودوپلاستيك با افزايش ويسكوزيته در اثر بهبود دهنده هاي شاخص ‏ويسكوزيته افزايش مي يابند . افزايش دهنده هاي ويسكوزيته طوق اصطكاك را افزايش مي دهند بنابراين ‏طوق اصطكاك در مورد سودوپلاستيك هميشه بالاتر از مورد نيوتني است . ‏
در نتيجه تغيير توزيع فشار بستگي به طبيعت مكعبي استرس سيالات سودوپلاستيك دارند و تغييرات ‏ميزان جريان و طوق اصكاك وابسته به ويسكوزيته هستند همه نوسانات با طبيعت فيزيكي مسئله ثابت ‏هستند . ‏

منابع: ‏

‎1-‎    Bourging P., Gay B., 1984. Determination of the load capacity of finite width journal ‎bearing by finite element method in the case of a non-newtonian lubricant. ASME J. ‎Tribol., 106, 285-290. DOI:10.1115/1.3260906. ‎
‎2-‎    Cameron A., 1996. Basic Lubrication Theory, Ellis Harwood, Chichester, 1996. ‎
‎3-‎    Coombs J. A., Dowson D., 1964. An experimental investigation of the effects of ‎lubricant inertia in a hydrostatic thrust bearing. Proc. Inst. Mech. Engrs., London, 179 ‎‎(Paper 12), 96-108. DOI:10.1243/PIME_CONF_1964_179_270_02. ‎
‎4-‎    Cross M.M., 1965. Rheology of non-Newtonian fluids: a new flow equation for ‎pseudoplastic systems. J. Colloid Sci., 20, 417-437. DOI:10.1016/0095-‎‎8522(65)90022-X. ‎
‎5-‎    Elkouh A. F., 1967. Inertia effect in laminar radial flow between parallel plates. Int. J. ‎Mech. Sci., Pergamon Press Ltd., 9, 253-255. DOI:10.1016/0020-7403(67)90020-3. ‎
‎6-‎    Giannikos C., Buckholz R. H., 1988. Elastic bearings lubricated with non-Newtonian ‎power law fluids – a boundary element approach. Tribology Trans., 31, 105-112. ‎DOI:10.1080/10402008808981805. ‎
‎7-‎    Hanks R. W., 1979. The axial flow of yield—pseudoplastic fluids in a concentric ‎annulus. Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev., 18, 488-493. DOI: 10.1021/i260071a024. ‎
‎8-‎    Hashimoto H., Wada S., 1986. The effects of fluid inertia forces in parallel circular ‎squeeze film bearings lubricated with pseudoplastic fluids. ASME J. Tribol., 108, 282-‎‎287. DOI:10.1115/1.3261177. ‎
‎9-‎    Hsu Y. C., Saibel E., 1965. Slider bearing performance with a non-newtonian ‎lubricant. ASLE Trans., 8, 191-194. ‎
‎10-‎    Hung C. R., 2009. Effects of non-newtonian cubic-stress flow on the characteristics of ‎squeeze film between parallel plates. Education Specialization in 97P-009, 97, 87-97 ‎‎(97P-009, 87-97). ‎
‎11-‎    Jurczak P., Walicka A., Walicki E., Michalski D., 2006. Influence of rheological ‎parameters on the mechanical parameters of curvilinear thrust bearing with one porous ‎wall lubricated by a couple stress fluid. Int. J. Appl. Mech. Eng., 11, 221-233. ‎
‎12-‎    Kapur V. K., Verma K., 1973. Energy integral approach for hydrostatic thrust bearing. ‎Japanese J. App. Phy., 12, 1070. DOI: 10.1143/JJAP.12.1070. ‎
‎13-‎    Khonsari M. M., Brewe D. E., 1989. On the performance of finite journal bearings ‎lubricated with micropolar fluids. Tribology Trans., 32, 155-160. ‎
‎14-‎    Lin J. R., 1999. Static and dynamic characteristics of externally pressurized circular ‎step thrust bearings lubricated with couple stress fluids. Tribology Int., 32, 207-216. ‎DOI:10.1016/S0301-679X(99)00034-1. ‎
‎15-‎    Lin J. R., 2001. Non-newtonian effects on the dynamic characteristics of one ‎dimensional slider bearings: rabinowitsch model. Tribology Letters, 10, 237-243. DOI: ‎‎10.1023/A:1016678208150. ‎
‎16-‎    Pinkus O., Sternlicht B., 1961. Theory of hydrodynamic lubrication. McGra-Hill Book ‎Company, Inc, New York. ‎
‎17-‎    Savins J.G., 1958. Generalised Newtonian (pseudoplastic) flow in stationary pipes and ‎annuli. Trans. AIME, 213, 325-332. ‎
‎18-‎    Serangi M., Majumda B. C., Sekhar A. S., 2005. Elastohydrodynamically lubricated ‎ball bearings with couple stress fluids, part 1: steady state analysis. Tribology Trans., ‎‎48, 404-414. ‎
‎19-‎    Shukla J. B., Prasad K. R., Chnadra P., 1982. Effects of consistency variation of ‎power law lubricants in squeeze films. Wear, 76, 299-319. DOI:10.1016/0043-‎‎1648(82)90069-2. ‎
‎20-‎    Usha R., Vimla P., 2000. Fluid inertia effects in a non-newtonian squeeze film ‎between two plane annuli. Trans. ASME, 122, 872-875. DOI:10.1115/1.1288928. ‎
‎21-‎    Wada S., Hayashi H., 1971. Hydrodynamic lubrication of journal bearings by ‎pseudoplastic lubricants. Bulletin of JSME, 14 (No. 69), 279-286. ‎
‎22-‎    Walicka A., Falicki J., 2010. Pressurized flow of the Herschel-Bulkley fluid in a ‎clearance between fixed surfaces of revolution. Chem. Process Eng., 31, 199-215. ‎
‎23-‎    Walicka A., Falicki J., 2010. Inertia effects in the flow of a simple Casson fluid ‎between two fixed surfaces of revolution. Chem. Process Eng., 30, 603-619. ‎

این پایان نامه با آیین نامه نحوه نگارش و تدوین پایان نامه تهیه شده و آماده ارائه میباشد.