پديد آورنده :
نارنج كار، پرديس
عنوان :
تحليل ترمومكانيكي كاملاً كوپلهي موتورهاي حرارتي با استفاده از سيم آلياژهاي حافظهدار
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
پانزده، 88 ص. : مصور(رنگي)، جدول، نمودار
استاد راهنما :
محمود كدخدايي
استاد مشاور :
محمدرضا توكلي نژاد
توصيفگر ها :
موتور حرارتي , آلياژ حافظهدار , ترمومكانيك , نيكل تيتانيوم , توان , بازده
استاد داور :
محمدرضا فروزان، مهدي جوانبخت
تاريخ ورود اطلاعات :
1399/09/23
رشته تحصيلي :
مهندسي مكانيك
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1399/09/23
چكيده فارسي :
چكيده بيش از 06 انرژي توليدشده در جهان به صورت گرما از دست ميرود و تقريبا 09 از اين گرما داراي دماي پايين زير 002 درجه سانتيگراد ا ست با توجه به چنين ميزان هدر رفت انرژي هرگونه فعاليت درزمينهي بهرهبرداري و 1 اسوتفادهي مجدد از آن و تبديل به اشوكال ديگر انرژي سوودمند و ارزنده اسوت موتورهاي حرارتي آلياژ حافظهدار انرژي حرارتي دماپايين را به انرژي مكانيكي تبديل ميكنند اسووواا كار اين موتورها بر مبناي تفاوت ميان نيروي بازيابي ايجادشوووده در دماي باال فاز آسوووتنيت و نيروي تغيير شوووكل در دماي پايين فاز مارتنزيت اسوووت نرخ بارگذاري و باربرداري در موتورهاي حرارتي باالتر از حالت شبهاستاتيكي است حين عملكرد اين موتورها با تغيير دماي نمونه برخي از خصوووايص ماده نيز تغيير ميكنند لذا نرخ اعمال يا حذف بار مسوووتقيما بر رفتار سوووينتيكي اسوووتحالهي آلياژهاي حافظهدار مؤثر اسوووت اين شووورايط باعث ميشوووود كه براي مطالعهي رفتار ترموديناميكي اين موتورها نياز به مدلهاي كامال كوپلهي ترمومكانيكي باشووود تا به امروز مطالعات عميق و جامعي در مورد بررسوووي نظري رفتار ترمومكانيكي كوپلهي اين موتورها به همراه محاسوووبهي بازدهي آنها صوووورت نگرفته اسوووت براي اين منظور در اين پژوهش ابتدا يك مدل ترمومكانيكي كامال كوپلهي يكبعدي براي تحليل رفتار موتور حرارتي براي نمونههاي به شوكل سويم تحت بارگذاري كشوشوي ارائهشوده اسوت كه در آن اثر دما تنش و اسوتحالهي فازي و و و وو و و حالت جامد لحاظ شووودهاسوووت مدل حاصووول قابليت تحليل رفتار اينگونه موتورها و پارامترهاي مختلف خروجي موتورها را ازجمله تغييرات تنش كرنش دما كار گشوتاور توان و بازده تحت شورايط مختلف را در سوه دسوتهي و و و خصووصويات نمونههاي آلياژ از جمله دماهاي مشوخصوهي اسوتحالهي فازي مدول يانگ فازهاي جامد و تنشهاي و وو وو بحراني استحاله شرايط محيطي پيرامون از جمله نوع و دماي منابع گرم و سرد و ساختار موتور حرارتي از جمله ابعاد موتور و تعداد لنگها دارد از مشوووخصوووههاي يك نمونهي آلياژ حافظهدار نيكل تيتانيوم جهت پيادهسوووازي عددي مدل ارائهشووده در نرمافزار متلب اسووتفادهشووده اسووت با بررسووي اثر پارامترهاي گوناگون الگويي كلي براي ت شخيص بهينهترين شرايط كاركرد نمونه محيط يا موتور در جهت ا ستخراج باالترين بازده و توان خروجي ارائه شده است كلمات كليدي موتور حرارتي آلياژ حافظهدار ترمومكانيك نيكل تيتانيوم توان بازده 1 SMA heat engine هشت
چكيده انگليسي :
89 Thermomechanical Analysis of a Heat Engine Using Shape Memory Alloy Wires Pardis Narenjkar p narenjkar@me iut ac ir Date of Submission 2020 09 11 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Mahmoud Kadkhodaei Prof kadkhodaei@cc iut ac irAbstractMore than 60 of the energy produced in the world is lost as heat and about 90 of this heat is at lowtemperatures below 200 C Given this waste of energy any activity in the field of exploiting reusing andconverting it to other forms of energy is beneficial and valuable Shape Memory Alloy heat engines convertlow temperature thermal energy into mechanical one The operation of these engines depends on differencesbetween the recoverable force generated at a high temperature austenite phase and the force as a result ofdeformation at a low temperature martensite phase Loading and unloading rates in heat engines are higherthan quasi static conditions During the operation of these engines some of the material properties alsochange as the sample s temperature changes therefore the rate of loading and unloading directly affects thetransformation kinetic of shape memory alloys These conditions necessitate fully thermomechanical coupledmodels to study the thermodynamic behavior of these engines To date no comprehensive effort has beenconducted on the theoretical study of the thermomechanical behavior and the efficiency of these engines Forthis purpose in this study a fully coupled thermomechanical model for analyzing shape memory alloy heatengines has been presented for the wire shaped samples under tensile loads in which the effect oftemperature stress and solid state transformation have been considered The model obtained in this study isable to analyze the behavior of these engines and to investigate various output parameters including changesin stress strain temperature output work torque power and efficiency under different conditionscorresponding to three specific charactristics i e transformation temperatures Young s modulus of solidphases and critical transformation stresses the surrounding environmental conditions e g the type andtemperature of hot and cold sources and the structure of the heat engine e g engine dimensions and numberof the crancks The properties of the Nickel Titanium have been used to numerically implement the presentmodel in MATLAB software By evaluating the influence of three aforementioned categories of parameters a general model is presented to determine optimum operation conditions in order to extract the highestefficiency and output power Keywords Heat engine Shape Memory Alloy thermomechanics Nickel Titanium efficiency output power
استاد راهنما :
محمود كدخدايي
استاد مشاور :
محمدرضا توكلي نژاد
استاد داور :
محمدرضا فروزان، مهدي جوانبخت
