علوم و فناوری فضایی
سجاد داوری؛ حدیثه کریمایی؛ محمد رضا سلیمی؛ حسن ناصح
مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 30 شهریور 1400
چکیده
در این مقاله بستر کاتالیستی یک عملگر تک‌مولفه‌ای هیدرازینی 10 نیوتنی طراحی میشود. بستر کاتالیستی مورد مطالعه شامل گرانولهای پوشیده شده با فلز فعال ایریدیم میباشد که برای تجزیه هیدرازین در عملگرهای تک‌مولفه‌ای مورد استفاده قرار میگیرد. هیدرازین بایستی در محفظه کاتالیستی تقریبا به صورت کامل تجزیه شود چرا که این سوخت شیمیایی سرطانزا ...
بیشتر
در این مقاله بستر کاتالیستی یک عملگر تک‌مولفه‌ای هیدرازینی 10 نیوتنی طراحی میشود. بستر کاتالیستی مورد مطالعه شامل گرانولهای پوشیده شده با فلز فعال ایریدیم میباشد که برای تجزیه هیدرازین در عملگرهای تک‌مولفه‌ای مورد استفاده قرار میگیرد. هیدرازین بایستی در محفظه کاتالیستی تقریبا به صورت کامل تجزیه شود چرا که این سوخت شیمیایی سرطانزا میباشد و از طرف دیگر دستیابی به ببشینه نیروی پیشران عملگر نیز یک هدف مهم میباشد. به همین منظور تغییرات طول محفظه کاتالیستی برکسر جرمی گونههای شیمیایی از جمله هیدرازین، آمونیاک، نیتروژن و اکسیژن مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین پس از تعیین طول بهینه محفظه کاتالیستی، قطر گلوگاه نازل متناظر با همان طول نیز تعیین گردید.
سجاد داوری؛ حدیثه کریمایی؛ محمد رضا سلیمی؛ حسن ناصح
دوره 16، شماره 1 ، فروردین 1402، ، صفحه 35-46
چکیده
در این پژوهش طراحی و جانمایی انژکتور، محفظه تجزیه و نازل یک نمونه زمینی میکرورانشگر تک‌مولفه‌ای هیدرازینی 10 نیوتنی انجام شده است. انژکتور به عنوان اولین جزء میکرورانشگر، از نوع جریان مستقیم یا کاپیلاری به کمک نرم افزار Fluent طراحی گردید که توانایی تامین دبی جرمی مورد نیاز میکرورانشگر (5 گرم بر ثانیه) را دارا باشد. محفظه تجزیه جزء بعدی ...
بیشتر
در این پژوهش طراحی و جانمایی انژکتور، محفظه تجزیه و نازل یک نمونه زمینی میکرورانشگر تک‌مولفه‌ای هیدرازینی 10 نیوتنی انجام شده است. انژکتور به عنوان اولین جزء میکرورانشگر، از نوع جریان مستقیم یا کاپیلاری به کمک نرم افزار Fluent طراحی گردید که توانایی تامین دبی جرمی مورد نیاز میکرورانشگر (5 گرم بر ثانیه) را دارا باشد. محفظه تجزیه جزء بعدی می-باشد که حاوی گرانولهای کاتالیست است و ابعاد آن بر مبنای تجزیه کامل هیدرازین (تا مقدار حدی کسر جرمی) انتخاب گردید. نازل تخلیه به عنوان آخرین جزء میکرورانشگر، با استفاده از نرمافزار RPA طراحی شد. صحت طراحی با این نرمافزار توسط یک کد عددی مورد بررسی قرار گرفت. این کد توانایی محاسبه ابعاد محفظه تجزیه را بر اساس مقدار تجزیه هیدرازین داراست. بر همین اساس این نتیجه حاصل شد که نتایج هر دو روش طراحی با دقت بسیار بالایی با یکدیگر همخوانی دارند. پس از اتمام طراحی، جانمایی تمام اجزاء انجام شد.
سجاد داوری؛ حدیثه کریمایی
دوره 15، شماره 3 ، مهر 1401، ، صفحه 115-125
چکیده
در این پژوهش ابتدا طراحی و شبیه‌سازی انژکتور کاپیلاری تک و سپس طراحی و شبیه‌سازی صفحه انژکتور دایروی سه سوراخه یک میکرورانشگر تکمؤلفهای هیدرازینی 10 نیوتنی انجام گرفت. به منظور شبیه‌سازی انژکتور و صفحه انژکتور روش حجم سیال (VOF) بکار گرفته شد و آشفتگی جریان هم با استفاده از مدل k-ε شبیه‌سازی شد. با بررسی نتایج، مشخص گردید ...
بیشتر
در این پژوهش ابتدا طراحی و شبیه‌سازی انژکتور کاپیلاری تک و سپس طراحی و شبیه‌سازی صفحه انژکتور دایروی سه سوراخه یک میکرورانشگر تکمؤلفهای هیدرازینی 10 نیوتنی انجام گرفت. به منظور شبیه‌سازی انژکتور و صفحه انژکتور روش حجم سیال (VOF) بکار گرفته شد و آشفتگی جریان هم با استفاده از مدل k-ε شبیه‌سازی شد. با بررسی نتایج، مشخص گردید انژکتور و صفحه انژکتور طراحی شده توانایی تامین دبی جرمی مورد نظر میکرورانشگر را در اختلاف فشار معین طراحی دارند. از این رو ابعاد نهایی برای ساخت و استفاده در رانشگر تک مؤلفه‌ای هیدرازینی 10 نیوتنی انتخاب شدند. در نسخه قبلی این تراستر 10 نیوتنی، از انژکتور جریان پیچشی با پاشش چتری توخالی استفاده شده بود. اما در طرح جدید با انژکتور کاپیلاری به دلیل چتر کوچک و توپر انژکتور، طراح محفظه کاتالیستی قادر است تا ابعاد محفظه را به اندازه چشمگیری کاهش دهد که هم حجم کاتالیست مصرفی گرانقیمت ایریدیوم کاهش مییابد و هم بالتبع ابعاد و وزن تراستر کاهش مییابد.
حدیثه کریمایی
دوره 12، شماره 2 ، شهریور 1398، ، صفحه 11-21
چکیده
در این مقاله، تاثیر هندسه داخلی انژکتور یک رانشگر تک‌مولفه‌ای کم-پیشران بر مشخصههای لایه سیال خروجی از آن نظیر ضخامت لایه، زاویه مخروط پاشش، سرعت میانگین و همچنین دبی جرمی آن، مطالعه شده است. بدین منظور، شبیه‌سازی جریان داخلی انژکتور بر پایه دینامیک سیالات محاسباتی بهمنظور پیشبینی مشخصههای جریان با تکیه بر مطالعات ...
بیشتر
در این مقاله، تاثیر هندسه داخلی انژکتور یک رانشگر تک‌مولفه‌ای کم-پیشران بر مشخصههای لایه سیال خروجی از آن نظیر ضخامت لایه، زاویه مخروط پاشش، سرعت میانگین و همچنین دبی جرمی آن، مطالعه شده است. بدین منظور، شبیه‌سازی جریان داخلی انژکتور بر پایه دینامیک سیالات محاسباتی بهمنظور پیشبینی مشخصههای جریان با تکیه بر مطالعات پارامتریک برای بررسی تاثیر هندسه صورت گرفت. به منظور استخراج یک مدل پیشبینی کننده برای طراحی اولیه انژکتور، از مدل شبکه فازی-عصبی-تطبیقی ANFIS استفاده شد. به کمک این مدل از نتایج تحلیلهای پارامتریک استفاده گردید تا بتوان بدون مدلسازی هندسی و تحلیل دینامیک سیالات محاسباتی و یا استفاده از روشهای طراحی اولیه، یک پیشبینی از مشخصات هندسی بدست آورد. بر این اساس اثر پارامترهای گوناگون شامل طول و قطر محفظه چرخش، نسبت طول به قطر نازل، نسبت طول به قطر مجرای ورودی، نسبت شعاع گردش به شعاع نازل و نسبت شعاع گردش به شعاع مجرای ورودی بر روی کمیت‌های هدف شامل دبی جرمی، ضخامت لایه، زاویه اسپری و سرعت میانگین لایه سیال مطالعه گردیدند و این پارامترها به عنوان خروجیهای مدل ANFIS درنظر گرفته شدند. آموزش شبکه به نحو بسیار خوبی انجام گرفت و دادههای مدل ANFISو آموزش کاملاً بر هم منطبق شدند. بنابراین با درج مشخصات دلخواه ماکروسکوپیک یک اسپری، به یک برآورد اولیه از مشخصات هندسه داخلی انژکتور قابل دستیابی شد. هدف از پیادهسازی مدل شبکه فازی-عصبی-تطبیقی بدست آوردن تخمینی از هندسه داخلی انژکتور با وارد کردن مشخصات ماکروسکوپیک دلخواه جریان خروجی از آن است. با این هدف، توابع مورد نظر از این تحلیل، ایجاد شدند که میتوان از آنها بهخوبی بهره گرفت.
حدیثه کریمایی؛ محمدرضا سلیمی؛ حسن ناصح؛ احسان جوکاری
دوره 12، شماره 1 ، فروردین 1398، ، صفحه 13-22
چکیده
در این مقاله، طراحی و جانمایی اجزای مختلف یک رانشگر تکمؤلفهای هیدرازینی 10 نیوتنی با تمرکز بر محاسبات طراحی انجام شده است. براین اساس، یک نمونه مهندسی از این رانشگر ساخته خواهد شد. رانشگر مذکور به صورت ماژولار دارای سه بخش اصلی است که عبارتند از: سامانه انژکتور، محفظه تجزیه و نازل. به کمک روشهای تحلیلی، پارامترهای اصلی برای ...
بیشتر
در این مقاله، طراحی و جانمایی اجزای مختلف یک رانشگر تکمؤلفهای هیدرازینی 10 نیوتنی با تمرکز بر محاسبات طراحی انجام شده است. براین اساس، یک نمونه مهندسی از این رانشگر ساخته خواهد شد. رانشگر مذکور به صورت ماژولار دارای سه بخش اصلی است که عبارتند از: سامانه انژکتور، محفظه تجزیه و نازل. به کمک روشهای تحلیلی، پارامترهای اصلی برای هر یک از این بخشها تعیین و برای بخش بعدی مورد استفاده قرار گرفتهاند. همچنین رفتار و عملکرد کلی سامانه رانشگر به ازای شرایط محیطی و خصوصیات ماده پیشران مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. ماژول اول، انژکتور، از نوع جریان پیچشی با ورودی‌های مماسی است که مخروط اسپری توخالی با زاویه متوسط، ایجاد مینماید. ماژول دوم، محفظه تجزیه حاوی گرانولهای کاتالیست است که ابعاد آن محفظه بر مبنای معیار حداکثر تجزیه 40% آمونیاک و عدد ماخ محفظه 02/0 انتخاب شده است. ماژول سوم نیز نازل تخلیه است که به صورت مخروطی ساده طراحی شده است. طراحی بدنه بیرونی این سه ماژول، بر اساس ملاحظات جانمایی، محدودیت وزن و دومنظوره بودن (قابل استفاده در آزمونهای سرد و گرم زمینی)، انجام شده است. در نهایت تأیید نتایج طراحی در این مقاله با مقایسه با پارامترهای اصلی طراحی یک نمونه واقعی صورت پذیرفته است.
حدیثه کریمایی؛ رامین قربانی؛ سید مصطفی حسینعلی پور
دوره 11، شماره 4 ، اسفند 1397، ، صفحه 1-10
چکیده
پدیده ناپایداری و تجزیه جت‌های سیال به خاطر کاربرد فراوانی که این جت‌ها در صنعت دارند، همواره مورد توجه بسیاری از محققین بوده است. یکی از موضوعاتی که بسیار مورد توجه قرارگرفته است، بحث دینامیک تشکیل قطرات و عوامل تأثیرگذار بر آن است. در فرآیند اتمیزاسیون، اختلالهای کوچک در جت یا لایه مایع رشد می‌کنند و در نهایت موجب تجزیه آن به ...
بیشتر
پدیده ناپایداری و تجزیه جت‌های سیال به خاطر کاربرد فراوانی که این جت‌ها در صنعت دارند، همواره مورد توجه بسیاری از محققین بوده است. یکی از موضوعاتی که بسیار مورد توجه قرارگرفته است، بحث دینامیک تشکیل قطرات و عوامل تأثیرگذار بر آن است. در فرآیند اتمیزاسیون، اختلالهای کوچک در جت یا لایه مایع رشد می‌کنند و در نهایت موجب تجزیه آن به لیگامنتها و قطرات ریزتر میشوند. به فرآیند شکست ابتدایی جت سیال، شکست اولیه گفته میشود. مرحله شکست اولیه در فرآیند اتمیزاسیون با توجه به حرکت امواج روی سطح لایه سیال، به کمک تحلیلهای ناپایداری، معین و قابل تعیین است. نظریه ناپایداری تا کنون در تحقیقات پیشین به صورت خطی و غیرخطی ضعیف بر روی لایه استوانهای شکل سیال پیادهسازی شده است و اثر مخروطی بودن لایه در مدل لحاظ نشده است. بنابراین به منظور اصلاح این مدل، در این مقاله تلاش شد تا تئوری ناپایداری خطی بر روی لایه مایع مخروطی شکل پیادهسازی گردد و بدین ترتیب علاوه بر سرعتهای محوری و محیطی، سرعتهای شعاعی فاز مایع و گاز نیز به معادلات حاکم اضافه گردد. از نتایج این مدل اصلاح شده شامل مشخصه های ناپایدارترین موج سطح لایه سیال (عدد موج و نرخ رشد بیشینه)، برای تخمین قطر میانگین قطرات و همچنین طول شکست میتوان استفاده نمود. پیش بینی این مدل اصلاح شده، همخوانی خوبی با نتایج تجربی موجود دارد.
حدیثه کریمایی
دوره 11، شماره 3 ، آذر 1397، ، صفحه 9-19
چکیده
رانشگرهای هیدرازینی، پرکاربردترین رانشگرهای سامانه‌هایِ هدایت و کنترل محموله‌های بازگشتی و محموله‌های سرنشین‌دار محسوب میشوند. در این مقاله، طراحی و محاسبات یک انژکتور اسپری مخروطی با دو ورودی مماسی به عنوان انژکتور سوخت یک رانشگر تک‌مولفه‌ای هیدرازینی با پیشران 10 نیوتن، ارائه شده است. این انژکتور براساس روش بازارف، به ...
بیشتر
رانشگرهای هیدرازینی، پرکاربردترین رانشگرهای سامانه‌هایِ هدایت و کنترل محموله‌های بازگشتی و محموله‌های سرنشین‌دار محسوب میشوند. در این مقاله، طراحی و محاسبات یک انژکتور اسپری مخروطی با دو ورودی مماسی به عنوان انژکتور سوخت یک رانشگر تک‌مولفه‌ای هیدرازینی با پیشران 10 نیوتن، ارائه شده است. این انژکتور براساس روش بازارف، به گونه ای طراحی شد که یک زاویه پاشش متوسط (نه چندان بزرگ) و ضخامت لایه خیلی کم به دست می دهد که با توجه به محدودیت طول محفظه کاتالیستی مناسب بوده و پودرسازی ریزتری به دست دهد. پدیده ایجاد و توسعه حفره هوا در جریان داخلی این نوع انژکتورها و شبیه‌سازی آن، به دلیل وجود دو جریان پیچشی آشفته در دو فاز مختلف مایع و گاز که دارای سطح آزاد مشترک اند، پیچیده است. برای این انژکتور، شبیه‌سازی جریان داخلی به منظور پیش بینی مشخصه های جریان خروجی و اطمینان از شکلگیری حفره گاز درون آن انجام گرفت. این مشخصه ها شامل زاویه مخروط پاشش، ضخامت لایه سیال خروجی، توزیع سرعت خروجی و غیره است. بدین منظور از روش حجم سیال (VOF) استفاده شد و آشفتگی جریان نیز با استفاده از مدل k-e شبیه‌سازی شد. شبیه‌سازی به کمک نرمافزارهای انسیس- ورکبنچ و انسیس- فلوئنت انجام شد. با بررسی نتایج، این اطمینان حاصل شد که انژکتور طراحی شده، دبی جرمی مورد نظر را در اختلاف فشار معین طراحی میتواند تامین کند و حفره هوا نیز به طور کامل تا انتها شکل میگیرد. همچنین زاویه پاشش مورد نظر نیز توسط آن تامین میشود. از این‌رو ابعاد نهایی برای ساخت و استفاده در رانشگر تکمولفه 10 نیوتنی انتخاب شدند.
حدیثه کریمایی؛ سید مصطفی حسینعلی پور؛ فتح الله امی؛ احسان موحدنژاد؛ رضا شریف زاده
دوره 10، شماره 4 ، اسفند 1396، ، صفحه 1-7
چکیده
در این مقاله، به منظور بررسی ناپایداری سطح لایة سیال خروجی از انژکتور و به‌دست آوردن مشخصه های اصلی میکروسکوپیک اسپری، یک انژکتور گریز از مرکز مورد آزمون تجربی قرار داده شد. این انژکتور از نوع جریان چرخشی میباشد و حین کارکرد، یک حفره هوا در مرکز انژکتور شکل میگیرد. بنابراین انژکتوری یک پایه اما با عملکرد دوفازی بوده و از این‌رو ...
بیشتر
در این مقاله، به منظور بررسی ناپایداری سطح لایة سیال خروجی از انژکتور و به‌دست آوردن مشخصه های اصلی میکروسکوپیک اسپری، یک انژکتور گریز از مرکز مورد آزمون تجربی قرار داده شد. این انژکتور از نوع جریان چرخشی میباشد و حین کارکرد، یک حفره هوا در مرکز انژکتور شکل میگیرد. بنابراین انژکتوری یک پایه اما با عملکرد دوفازی بوده و از این‌رو چتر پاششی به صورت یک مخروط توخالی ایجاد مینماید. انژکتوری که مورد آزمون قرار گرفته است قبلاً در مرحلة آزمونهای عملکردی (ماکروسکوپیک) تأیید شده است. از آنجاکه تجهیزات لیزر داپلر برای اندازهگیری مشخصات اسپری، دارای تکنولوژی پیشرفته و قیمت بسیار بالایی است، در مراکز تحقیقاتی داخل کشور در دسترس نمیباشد. از این‌رو تلاش شده است تا حد ممکن، این مشخصات و همچنین ناپایداری سطح لایة سیال به کمک عکس‌برداری بررسی شود. لایة سیال خروجی از انژکتور دارای نوساناتی بر روی سطح است که از داخل انژکتور نشأت میگیرد. این نوسانات در اثر تقابلات آیرودینامیکی رشد کرده و در نهایت منجر به شکست لایة سیال و شکلگیری لیگامنتها میشود. طول شکست نیز از تصاویر ثبت شده قابل اندازهگیری است. به کمک عکس‌برداری با دوربین پرسرعت، حرکت امواج ناپایدار بر روی لایة سیال خروجی از انژکتور و رشد آنها به خوبی دنبال شده است. همچنین، لیگامنتها در ناحیة شکست اولیه و تشکیل قطرات بلافاصله پس از شکست اولیه نشان داده شدهاند.
حدیثه کریمایی؛ سید مصطفی حسینعلی پور
دوره 10، شماره 3 ، آذر 1396، ، صفحه 59-65
چکیده
پیش بینی نحوة توزیع قطر و سرعت قطرات اسپری به پارامترهای مختلفی چون خصوصیات فیزیکی، سرعت سیال و محیط گازی اطراف و هندسة داخلی انژکتور بستگی دارد. مرحلة تشکیل قطرات که دارای تنوع فراوان از نظر قطر و سرعت قطرات است، با یک دیدگاه آماری قابل پیش بینی است. از آنجا که روشهای نظری موجود برای تخمین توزیع قطر و سرعت قطرات نیازمند دادههای ...
بیشتر
پیش بینی نحوة توزیع قطر و سرعت قطرات اسپری به پارامترهای مختلفی چون خصوصیات فیزیکی، سرعت سیال و محیط گازی اطراف و هندسة داخلی انژکتور بستگی دارد. مرحلة تشکیل قطرات که دارای تنوع فراوان از نظر قطر و سرعت قطرات است، با یک دیدگاه آماری قابل پیش بینی است. از آنجا که روشهای نظری موجود برای تخمین توزیع قطر و سرعت قطرات نیازمند دادههای تجربی نظیر قطر میانگین و سرعت میانگین قطرات به عنوان ورودی هستند، در این مقاله، تلاش شده است تا با پیشنهاد یک روش نظری بر پایة معادلة بقای انرژی، قطر میانگین قطرات را به‌دست آورد و به جای دادة تجربی در مدلهای پیش‌بینی‌کننده توزیع قطر قطرات نظیر مدل ماکزیمم آنتروپی استفاده کرد. بدین ترتیب با حفظ دقت خوب، آن مدلهای پیش‌بینی‌کنندة توزیع قطر قطرات نیز میتوانند به دادههای تجربی وابستگی کمتری پیدا کنند. پارامترهای لازم این مدل نظیر راندمان اتمیزاسیون و عدد وبر نیز از مدل دینامیک سیالات محاسباتی تأمین شده اند. سپس یک مطالعه پارامتریک به منظور بررسی ارتباط میان راندمان اتمیزاسیون و سرعت اسپری با قطر میانگین قطرات انجام شده است. این مدل پیشنهادی جدید، به عنوان یک مدل سریع و ساده، در مقایسه با داده های تجربی در دسترس، پیشبینی خوبی از قطر میانگین قطرات به‌دست داده است.
