مقاله انحراف حرارتی

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

  مقاله انحراف حرارتی دارای ۲۲ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله انحراف حرارتی  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله انحراف حرارتی،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن مقاله انحراف حرارتی :

انحراف حرارتی

۱- انحراف حرارتی در حالت تعلیق: فرمول ۱ – ، ۲- بی تعادلی گرمایی:فرمول ۲
توزیع دما :فرمول ۳ – بی تعادلی حرارتی

بی تعادلی مکانیکی اولیه :هر سیستم روتور توزیع وزنی، سفتی و تغییر شکل اولیه خودش را دارد. در نتیجه، مقدار و محل بی تعادلی مکانیکی جهت پیش بینی کردن در یک سیستم روتور اختیاری خیلی مشکل است. این بیتعادلی مکانیکی به عنوان بی تعادلی ایجاد شه از یک نیروی گریز از مرکز تا ۱۰% از وزن کلی روتور ثابت تعریف میگردد. بی تعادلی مکانیکی زمانی اتفاق می افتد که روتور با سرعت عملکرد دائمی حد اکثر حرکت میکند و بر حسب ریاضیات به صورت فرمول ۴ تعریف میگردد. با توجه به یک سیستم مختصات در روتور این بی تعادلی به عنوان یک زاویه از درجات صفر عمل میکندو در مرکز جاذبه توده آویزان قرار میگیرد.

چرخش همزمان :
مقایسه بین اثر نیوکرک و اثر مورتون :هر دو اثر نیو کرک و مورتون شامل گسترش شیب دمایی در سر تا سر سر محور میگردد که در نتیجه منجر به خمش حرارتی بی ثبات از طریق یک مکانیسم پس خوراند مثبت میگردد. بعضی از دیگر شباهتها و تفاوتها بین این دو پدیده در اینجا خلاصه شده اند.

اثر مورتون اثر نیوکرک پارامتر
چرخش همزمان چرخش همزمان حرکت روتور
مورد نیاز است. مورد نیاز نیست. پیکربندی overhung
خارج از مرحله نقطه داغی در مرحله نقطه داغی بی تعادلی مکانیکی
برش چسبناک دیفرانسیل مالیدن روتور به استاتور علت نقطه داغی
درون یاطاقان خارج از یاطاقان محل نقطه داغی

پیش بینی کردن بی ثباتی مورتون :۱- تخمین زدن بی تعادلی مکانیکی اولیه ۲- تعیین کردن ضخامت لایه برای یاطاقانی خاص ۳- به دست آوردن وضعت تعادل ثابت سر محور ۴-به کار بردن VT- FAST یا برنامه ای مشابه جهت به دست آوردن چرخش دینامیک. این چرخش سپس جهت ایجادکردن چرخش کلی همزمان با حالت تعادل ترکیب میگردد. ۵- توسعه دادن معادله انرژی جهت به دست آوردن توزیع دمای محیطی ۶- محاسبه کردن بی ثباتی حرارتی ۷- مقایسه کردن بی تعادلی حاصله با یک معیار آستانه بی ثباتی از پیش تعریف شده
۱- اگر نقطه داغی در خارخ از فاز با بی تعادلی overhung 180 درجه باشد و اگر شیب دمایی و بزرگی بی تعادلی کافی باشد، خمش حرارتی رخ میدهد. تحت این شرایط محور خم شده فضای خالی یاطاقان را کاهش میدهد و شیب گرمایی را بالا میبرد.شیب دمایی افزایش یافته از اینرو خمش گرمایی بیشتری را آغاز میکند . این عملکرد ها یک مکانیسم پس خوراند مثبت را توضیح میدهند که سیستم را بی ثبات میکند.

اثر مورتون : اسچمید نشان داد که ارتعاشات چرخشی بی ثبات از نقاط داغی حاصل میشود که در یاطاقان لایه سیال توسعه می یابند. تحقیق انجام شده به وسیله کوگ و مورتون وجود چنین بی ثباتی هایی را تایید میکند که به طور ابتدائی در روتور های آویزان رخ میدهد. این ارتعاشات بی ثبات پدیده ای به وجود می آورند که اثر مورتون نامیده میشود.

بی ثباتیهای حرارتی : اثر نیوکرک-۱- نیوکرک متذکر میشود که در زمانی که یک روتور در زیر سرعت بحرانی آن عملکرد دارد ، ارتعاشات مالشی القایی با زمان توسعه می یابند در حالیکه این ارتعاشات به طور مهمی به مرور زمان افت پیدا میکنند. ۲- نیوکرک نتیجه گیری کرد که علت مسئله یک جزئی از استاتور بود که جهت ایجاد کردن نقطه داغی به محور مالش داده میشود. ۳- موسزینسکا نشان داد که در یک حالت چرخشی یا نوسانی که شکلی از ارتعاش خود مرک روتور میباشد ، روتور به اثر گرمایی واکنش نشان میدهد.۴- در طول این عملکرد، روتور چرخش هم زمان دارد یعنی یعنی محور یا سرمحور با همان سرعتی میچرخد که مرکز محور به دور مرکز یاطاقان میچرخد. این پیکر بندی اطمینان میدهد که جهت ایجاد کردن یک نقطه داغ یک منطقه خاصی از سطح محوربه قطعه ای از استاتور مالش داده میشود در حالیکه از لحاظ قطر بخش مخالف محور هرگز این تماس اصطحکاکی را تجربه میکند و در دمای محیط باقی میماند. چنین اختلاف دمایی باعث یک شیب حرارتی میگردد که در سرتاسر محور توسعه می یابد و در نهایت به خمش حرارتی منجر میگردد.

یاطاقان های سر محور با لایی ثابت با گامها و بند ها یا حباب ها :
نوع یاطاقان : بند فشاری (تک بند ) – مزایا ۱- مانع خوب چرخش ۲- هزینه پایین ۳- میرایی خوب در سرعت های بحرانی ۴- به آسانی ساخته میشوند. – معایب: با اخطاری جزئی بی ثبات است ۲- بند ممکن است فرسوده گردد یا به مرور زمان ساخته شود . ۳- جهت فشار باید مشخص باشد. – پیشنهادات : در صنعت پتروشیمی خیلی عامه پسند است. به آسانی بند بیضوی را به بند فشاری تبدیل میکند.

۲- شیار محوری چند بندی یا چند پره ای ۱- بندها نسبتا به آسانی در یاطاقان های موجود قرار میگیرند. ۲- مانع خوب چرخش میباشند. ۳- عملکرد کلی خوبی دارند.
و معایب: یاطاقان پیچیده به بررسی جزئی نیاز دارد. ۲- به علت علل های غیر یاطاقانی مانع چرخش نمیشود. و پیشنهادات: توسط بعضی از تولید کنندگان به عنوان طرح استاندارد کاربرد دارد.

یاطاقان هیدرواستاتیکی: مزایا: از چرخش روغن جلوگیری خوبی به عمل می آورد. ۲- تغییر حدود وسیعی از پارامتر های طرح ۳- هزینه میانگین – معایب: میرایی ضعیف در سرعت های بحرانی ۲- به طرح دقیقی نیاز دارد . ۳- به نرم کننده ای با فشار زیاد نیاز دارد. – پیشنهادات : به وطور کلی ویژگیهای سفتی زیاد جهت روتور های با دقت استفاده شده اند.
۴- سر محور صاف – مزایا: به آسانی ساخته میشوند۲- کم هزینه میباشند. – معایب: اکثراً به چرخش روغن تمایل دارند. – پیشنهادات: یاطاقان های مدور تقریباً همیشه جهت ساختن یاطاقان های بیضوی خرد شده اند.

۵- کمانی جزئی : -مزایا:۱- به آسانی ساخته میشوند.۲- کم هزینه میباشند. ۳- افت اسب بخار کمی دارند. — معایب: مقاومت اتعاشی ضعیف ۲- موجودی روغن مشخص نمیباشد. – پیشنهادات: یاطاقان ها فقط در ماشینهای نسبتا قدیمی استفاده میشدند.
۶- شیار محوری : – مزایا: ۱- به آسانی ساخته میشوند ۲- کم هزینه میباشند. – معایب:در معرض چرخش روغن قرار میگیرند. – پیشنهادات : یاطاقان های مدور همیشه جهت ساختن بیضوی یا چند پره ای خرد میشوند.

۳- حلقه ای شناور: ۱- نسبتاً به آسانی ساخته میشوند. ۲- کم هزینه میباشند (مزایا )-
معایب: در معرض چرخش روغن قرار میگیرند. (۲ فرکانس چرخش همزمان فرعی)
پیشنهادات: به طور ابتدائی در توربوشارژرهای پر سرعت جهت موتورهای دیزلی کاربرد دارند.
۷- یاطاقان های بیضوی:۱- به آسانی ساخته میشوند. ۲- کم هزینه میباشند –۳- میرایی خوبی در سرعت های بحرانی دارند. (مزایا) — معایب : در سرعت های بالا در معرض چرخش روغن قرار میگیرند. ۲- جهت فشار باید مشخص باشد. – پیشنهادات : احتمالاً یاطاقان ها در سرعت های میانگین یا پایین روتور مورد استفاده قرار میگیرند.
۸- نیمه انحرافی : (با شکاف افقی) – مزایا: جلوگیری عالی از چرخش در سرعت های بالا
۲- کم هزینه میباشند. ۳- به آسانی ساخته میشوند. –معایب: جلوگیری نسبی از چرخش در سرعت های میانی ۲- جهت فشار باید مشخص باشد. – پیشنهادات: سفتی افقی زیاد و سفتی عمودی کم ممکن است عامه پسند باشدو در خارج از ایالات متحده به کار گرفته میشود.

۹- یاطاقان های ۳و۴ پره ای: – مزایا: ۱- جلوگیری خوب از چرخش ۲- عملکرد کلی خوب ۳- هزینه میانی—معایب: بعضی از انواع جهت به درستی ساخته شدن پر خرخ میباشند. ۲- در سرعت های بالا میچرخند. –پیشنهادات : در حال حاضر توسط بعضی از تولید کنندگان به عنوان یک طرح یاطاقان استاندارد کاربرد دارند.
کمترل کردن چرخشی و ضربه ای: یاطاقان های از خارج تحت فشار قرار گرفته با طرح با یک وضعیت کاملا ً روغن کاری شده راه اندازی میشوند. سفتی فنر این یاطاقان ها بستگی به فشار سیال نرم کننده ای دارد که برای یاطاقان تهیه شده است. این فشار با پمپی خارجی ایجاد میگردد. و با تغییر دادن فشار ایجاد شده در یاطاقان با فراهم کردن احتمال کنترل سفتی متغیریک ماشین ، کنترل کردن سفتی فنر یاطاقان امکان پذیر است.

آب بندی ها نیز مانند یاطاقان ها عمل میکنند. و مسئول راه اندازی بی ثباتی های سیال القاء شده میباشند. حتی در ماشینهایی که که با طرح های یاطاقان مقاوم در برابر بی ثباتی پشتیبانی میشوند از قبیل یاطاقان های لایه ای کج شونده . آب بند ها نیز میتوانند به طور خارجی با گاز یا مایع تحت فشار قرار بگیرند. و آنها برای عملکرد سفتی متغیر همان احتمالات را ارائه میکنند . به طور جالبی، کاربرد فشار خارجی در یاطاقان ها به طور جهانی به خصوص در اروپا اتفاق می افتد ، از آنجائیکه بسیاری از ماشینهای بزرگ جهت بالا بردن روتور در طول راه اندازی از روغن بالا برنده استفاده میکنند. فبل از اینکه سرعت چرخشی بتواند یک فشار روغن خود مقاوم را افزایش دهد. متاسفانه ، به طور وسیعی باور میشود که فشار خارجی در سرعت های عملکرد کاهش می یابند تا اینکه ثبات دینامیک روتور را بالا ببرند.

به این دلیل، فشار روغن بالا برنده یکبار ک روتور به یک سرعت چرخشی مناسب میرسد حذف میشود. ما در این مقاله فشار خارجی یک یاطاقان به درستی طراحی شده را نشان خواهیم داد که ثبات را بالا میبرند و میتوانند چرخش و ضربه را حذف کنند. از اینرو یاطاقان های فشاری و آب بند ها جهت کنترل بی ثباتی القایی سیال روش جدیدی را ارائه میکنند. ۱- در طول چرخش ،سفتی یاطاقان ضعیفتر از سفتی محورمیباشد.از آنجائیکه روتور شروع به چرخیدن میکند قطر مدار از لحاظ اندازه افزایش می یابد. ۲- از آنجائیکه سفتی یاطاقان تابع مستقیمی از مرکزگریزی است ، سفتی یاطاقان به طوری جزئی با این حرکت افزایش می یابد. ۳- وقتی سفتی یاطاقان این افزایش جزئی را به وجود می آورد، سیستم بی ثبات باقی میماند اما دامنه اش افزایش نمی یابد. ۴- چون سفتی افزایش یافته فرکانس طبیعی سیستم یاطاقان روتور را بالا می برد ، روتور در یک حرکت چرخشی ثابتی باقی می ماند. ۵- سفتی یاطاقان است که در طول چرخش فرکانس طبیعی سیستم یاطاقان روتور را با لا می برد .

از اینرو یک حالت تشدیدی ایجاد نمیگردد. ۶- سیستم در این نقطه باقی می ماند تا سرعت دوباره زیاد شود. سپس چرخه تکرار میگردد. ضربه یک ارتعاش بی ثباتی است که با فرکانس کم ترو بیشتر قفل میشود. ارتعاش ضربه ای معمولاً با حالت خمش سیستم روتور ارتباط دارد. (شکل بعدی) در این وضعیت، سر محور با یک نسبت مرکز گریزی بالا عمل میکند و KB بیشتر از ks میباشد. و ks ضعیفترین فنر در سیستم است و آن فرکانس طبیعی ارتعاش بی ثبات را کنترل میکند. در نتیجه، در نسبت های مرکز گریزی پایین سفتی یاطاقان سفتی سیستم روتور را کنترل میکند. ازاینرو هر تغییری در سفتی یاطاقان فوراً به عنوان تغییراتی در سفتی کلی فنر روتور سیستم خود را نمایان میسازد. از طرف دیگر در نسبت های مرکز گریزی خیلی بالا سفتی ثابت محور تحت کنترل است و سفتی کلی فنر روتور سیستم تقریباً مستقل از تغییراتی در سفتی یاطاقان میباشد.

چرخش و ضربه روغنی : ۱- چرخش وضربه هر دو ارتعاشات خود محرکی هستند که زمانیکه نیروهای سیال در روغن در یاطاقان روتور را به چرخش در می آورند.۲- کلید تشخیص دادن اختلاف بین دو مورد در درک کردن سفتی سیستم یاطاقان روتور میباشد. ۳- سفتی روتور و سفتی یاطاقان یا سیال به صورت سری عمل میکنند .۴- سفتی ضعیفتر سفتی کلی سیستم یاطاقان روتور را کنترل میکند.

مدل فنری :۱- یک روتور انعطاف پذیر به عنوان جرمی است که توسط یک فنر محوری که به نوبت توسط یک فنر یاطاقان پشتیبانی میشود ، مورد پشتیبانی قرار میگیرد. ازاینرو
k در واقع شامل دو فنرسری میباشد ، فنر محوری ks و فنر یاطاقان kE . برای این دو فنر متصل به صورت سری ،سفتی ترکیب با این عبارات معادل ارائه میگردد: معادله ۵
برای هر ترکیب سری فنرها ،سفتی ترکیبات همیشه کمتر از سفتی ضعیفترین فنر میباشد.