در سال ۲۰۱۲ سنجیل، تاثیر پروفیل‌های مختلف پره روتور و استاتور را بر عملکرد سیالاتی پمپ توربومولکولی محوری مورد بررسی و ارزیابی قرار داد[۳۴].
در سال ۲۰۱۲ موناور و همکاران با تغییر پروفیل پره پمپ توربومولکولی و کاهش قابل توجه بیشترین تنش نرمال، تنش برشی، تنش اصلی، تنش معادل و تغییر شکل، موجب افزایش عملکرد پمپ توربومولکولی محوری شدند[۳۵].
اهداف تحقیق حاضر
همان‌طور که در بخش‌های قبلی به‌طور مبسوط توضیح داده شده است، تاکنون مطالعات بسیاری در زمینه تحلیل و شبیه‌سازی جریان در پمپ توربومولکولی انجام شده است و همچنین یک مورد تحلیل جامداتی بدون در نظر گرفتن پارامترهای موثر بر عملکرد جریانی پمپ انجام شده است. لذا در این تحقیق سعی بر این است که ابتدا پارامترهای هندسی موثر بر عملکرد جریانی پمپ مورد مطالعه قرار گیرد سپس تاثیر این پرامترها را بر عملکرد جامداتی و سازه‌ای مورد بررسی و مطالعه قرار گیرد. در این پروژه شبیه سازی عددی پره‌های روتور پمپ توربومولکولی محوری به عنوان هدف اصلی مد نظر می‌باشد. در این راستا تأثیر پارامترهای هندسی گوناگون مانند اثرات ارتفاع و ضخامت پره، پروفیل پره در حین شبیه سازی مورد مطالعه قرار می‌گیرد. شایان ذکر است حداکثر نسبت تراکم، حداکثر سرعت بی ‌بعد حداکثر تنش ون مایزز و تغییر شکل پره ناشی از اثرات گریز از مرکز، تأثیرگذار اصلی بر عملکرد پمپ توربومولکولی می‌باشند. به عبارتی با بررسی جامداتی و تلفیق آن با بررسی‌ و نتایج شبیه سازی‌های سیالاتی انجام شده- عملا تاثیرات آیروالاستیسیته روی پره لحاظ خواهد شد.- سعی بر یافتن شرایط بهینه برای نیل به ماکزیمم راندمان خواهد شد. با توجه به اطلاعات جمع‌ آوری شده، تا به حال این کار صورت نگرفته است و از نظر نوآوری از موقعیت بسیار مطلوبی برخوردار می‌باشد.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

اهداف تحقیق حاضر را می‌توان به صورت زیر تقسیم‌بندی نمود:
مطالعه فناوری خلأ و بررسی موقعیت و جایگاه این فناوری نوین در سطح جهان و در کشور ایران
مطالعه و بررسی پارامترهای موثر بر عملکرد جریانی پمپ توربومولکولی محوری
تاثیرهای پارامترهای موثر سیالاتی و جامداتی بر عملکرد سازه‌ای پمپ توربومولکولی
تعیین بهترین شکل هندسی از لحاط عملکرد سیالاتی و سازه‌ای
ارائه راه‌کارهای نوین جهت رسیدن به بهترین شکل هندسی
رئوس مطالب تحقیق
همان‌طور که اشاره شد، در این تحقیق سعی بر این است که ابتدا پارامترهای هندسی موثر بر عملکرد جریانی پمپ مورد مطالعه قرار گیرد سپس تاثیر این پارامترها را بر عملکرد جامداتی و سازه‌ای مورد بررسی و مطالعه قرار گیرد.
در فصل اول، مقدمه‌ای مبسوط راجع به فناوری نوین خلأ، تاریخچه این علم، اصطلاحات و واژگان مرتبط با این فناوری، انواع پمپ‌های خلأ، کاربرد، مزیت و معایب آن‌ها و معرفی و بررسی اهمیت و جایگاه پمپ توربومولکولی در اولویت‌های پژوهشی کشور ارائه شده است. همچنین در این فصل پژوهش‌های پیشین انجام شده بر روی پمپ توربومولکولی مورد مطالعه قرار گرفته است و نوآوری کار حاضر بررسی شده است.
فصل دوم، به معرفی روش‌های شبیه‌سازی جریان در پمپ توربومولکولی و تاثیر پارامترهای هندسی موثر بر عملکرد پمپ و همچنین تاثیر پارامترهای آیروالاستیسیته، مورد مطالعه و بررسی قرار خواهد گرفت.
فصل سوم، در این فصل به مطالعه و شبیه‌سازی تحلیلی و عددی دو بعدی دیسک حلقه‌ای دوار تحت نیروی گریز از مرکز با فرض تغییر شکل کوچک و تغییر شکل بزرگ و همچنین ویرایش معادلات الاستیسیته پرداخته خواهد شد. در ادامه ایده ساخت دیسک حلقه‌ای دوار از دو جنس معرفی و مورد مطالعه قرار خواهد گرفت. در ادامه این بخش، پره‌های روتور پمپ توربومولکولی به صورت سه بعدی شبیه‌سازی عددی خواهند شد و تاثیر پارامترهای هندسی موثر بر عملکرد سیالاتی و تاثیر پروفیل‌های مختلف بر نتایج شبیه‌سازی مذکور، مورد بررسی قرار خواهد گرفت. همچنین ایده پره روتور ساخته شده از دو جنس ارائه و نتایج شبیه‌سازی پره جدید با پره روتور معمول، مورد مقایسه قرار خواهد گرفت.
در فصل چهارم، نتایج به دست آمده و همچنین صحت سنجی آن‌ها، ارائه خواهند شد. در فصل پنجم به بررسی نتایج و پیشنهادات برای تحقیقات آتی در راستای این تحقیق ارائه خواهد شد.
نکات منحصر به فرد پایان‌نامه
در این بخش نکات منحصر به فرد در این پایان‌نامه ارائه خواهد شد.
نو بودن عنوان پایان‌نامه در داخل و خارج کشور
بررسی تعامل سیال و سازه (در این پایان‎نامه هم تحلیل سیالاتی و هم سازه‌ای مورد مطالعه قرار گرفته است.)
ارائه راه‌کارهایی جهت دستیابی به پمپ توربومولکولی با عملکرد بالاتر و در نتیجه نیل به خلأ بیشتر
آشنایی با برنامه تجاری انسیس ورک‌بنچ و استفاده از این ‌نرم‌افزار در تحلیل‌های صنعتی
منتج به چندین مقاله در داخل و خارج کشور
منتج به ثبت اختراع
فصل چهارم: اعتبارسنجی و صحت‌سنجی نتایج
در این فصل، صحت و دقت نتایج ارائه شده در فصول گذشته مورد بررسی قرار خواهد گرفت. از آنجایی که کار مشابه با این پروژه نه در ایران و نه در خارج از ایران به عنوان گزارش، مقاله، کتاب چاپ نشده است، بنابراین جهت اعتبارسنجی نتایج، از کارهای دیگر که تحلیل استاتیکی را با فرض تغییر شکل کوچک و بزرگ انجام داده‌اند، استفاده خواهد شد. یعنی نتایج شبیه‌سازی با کارهای تحلیلی مورد مقایسه و صحت شبیه‌سازی و برنامه کامپیوتری استفاده شده در اینجا نرم‌افزار انسیس ورک بنچ مورد بررسی قرار خواهد گرفت. همچنین یکی از زاه‌های اعتبارسنجی شبیه‌سازی‌های عددی، بررسی عدم وابستگی نتایج به تعداد المان‌ها یا مش‌بندی مسأله می‌باشد.[۵۱] بدین صورت که اگر با افزایش تعداد المان یا مش‌بندی، نتایج شبیه‌سازی، در اینجا تنش ون مایزز و جابه‌جایی (تغییر شکل کلی) به عددی همگرا شود، نتایج شبیه‌سازی وابسته به مش نبوده و مورد قبول می‌باشد. همچنین با این کار تعداد المان یا مش‌بندی بهینه که نتایج را با دقت قابل قبول ارائه دهد، تعیین خواهد شد. در پایان برای چک کردن درستی نتایج با توجه به رابطه درجه دوم تغییر شکل و تنش ون مایزز با سرعت چرخش پره به دلیل نیروی گریز از مرکز، نمودار تغییرات تغییر شکل و تنش ون مایزز با سرعت چرخش جهت صحت نتایج ارائه شده است.
اعتبارسنجی تحلیل استاتیکی خطی با فرض تغیییر شکل کوچک
در این بخش از یک مسأله که نتایج آن در [۵۲] ارائه شده است، جهت اعتبارسنجی کد نرم‌افزار انسیس ورک بنچ که برای تغییر شکل کوچک تحلیل استاتیکی خطی تهیه شده است، مورد استفاده قرار خواهد گرفت.
تحلیل استاتیکی خطی تیر دو سر گیردار
در این بخش، تیر دو سر گیردار که در دو نقطه از طول تیر، دو نیروی محوری با اندازه‌های متفاوت اعمال شده است، مورد تحلیل استاتیکی خطی قرار خواهد گرفت. هدف در این تحلیل به دست آوردن نیروهای عکس‌العملی در تکیه‌گاه‌ها می‌باشد. المان به‌کار گرفته شده در این تحلیل، Solid خواهد بود.
شکل ‏۲‑۱: نمایش تیر دو سرگیردار، مورد تحلیل استاتیکی خطی
جدول ‏۲‑۱: مشخصات مواد، هندسه و بارگذاری مسأله تیر دو سرگیردار جهت تحلیل استاتیکی خطی

جدول ‏۲‑۲: مقایسه نتیجه حاصل از بررسی تیر دو سرگیردار مورد تحلیل استاتیکی خطی