16538

14700

كارشناسي ارشد

ساخت و توليد

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1400

پانزده، 86ص.: مصور، جدول، نمودار

عليرضا فدايي تهراني،‌ محسن صفوي

امين اله محمدي

1400/04/26

كتابنامه

مكانيك

مهندسي مكانيك

1400/04/27

2716741

شست‌وشوي رسوب‌ها در قطعات صنعتي از جمله لوله‌ها يكي از اقدامات ضروري در صنايع مختلف مي‌باشد. به اين منظور يكي از روش‌هايي كه در سال‌هاي اخير براي رسوب‌زدايي لوله‌ها مورد تحقيق و بررسي قرار گرفته است، استفاده از انتشار امواج فراصوت توسط مبدل‌هاي فراصوت درون محيط سيال مي‌باشد. اساس اين پژوهش اتصال يك مبدل فراصوت پيزوالكتريكي به پوسته‌ي خارجي لوله به منظور هدايت امواج فراصوت و ايجاد فشارهاي مثبت و منفي در سيال مي‌باشد. در ادامه با تشكيل و انفجار حباب‌هاي كاويتاسيون ناشي از افزايش فشار آكوستيك سيال، عمليات رسوب‌زدايي ديواره داخلي لوله صورت مي‌گيرد. در اين پژوهش سعي شده است با استفاده از نرم‌افزار كامسول يك مكانيزم رسوب‌زدايي شبيه‌سازي شده و شرايط رسوب‌زدايي براي يك لوله به سايز چهار اينچ بهبود داده شود. تلاش براي طراحي و انتخاب مكانيزم مطلوب در نرم افزار كامسول صورت گرفته و تأثير پارامتر توان الكتريكي بر روي فشار آكوستيك بررسي شده و در نتيجه با افزايش توان الكتريكي از 100 وات تا 500 وات فشار آكوستيك بهبود يافته است. همچنين به منظور بررسي رسوب‌زدايي به صورت تجربي اين مكانيزم ساخته شده و در توان‌هاي مختلف نرخ رسوب‌زدايي در لوله به سايز چهار اينچ و ضخامت رسوب يك ميلي‌متر محاسبه شده است. حداكثر نرخ رسوب‌زدايي بر حسب زمان در توان 400 وات و با فركانس 32/21 كيلوهرتز به ميزان 9/386 سانتي‌مترمكعب بر دقيقه محاسبه شده است. در راستاي افزايش ميزان مقادير فشارهاي مثبت و منفي سيال در جهت افزايش ميزان رسوب زدايي در لوله، شبيه سازي فشار آكوستيك با استفاده از منبع پالس مربعي به جاي موج سينوسي در نرم افزار كامسول صورت گرفت. نتايج نشان مي‌دهد مقادير فشار آكوستيك در مكانيزم پالس مربعي نسبت به منبع سينوسي افزايش يافته است.

Fouling occurs on the inside of pipes in different thermo-fluid systems such as heat exchangers, leading to lower the overall heat transfer coefficient, impedes fluid flow, and increases the pressure drop across the pipes. Therefore, deposition removal in industrial parts, including pipes, is an essential and challenging subject in different industries. For this purpose, ultrasonic waves guided by ultrasonic transducers in water medium and sound pressure distribution, a new method, were studied. This study aims to improve removing fouling in pipes by a high-power piezoelectric transducer, mounted on the outer surface of the tube to guide ultrasonic waves and create positive and negative pressure in the fluid. This work also adopts to simulate a descaling mechanism in Comsol Multiphysics to improve sound pressure for a pipe by increasing input electrical power. The mechanism is investigated experimentally to examine the removal rate in a 4-inch pipe and 1-millimeter fouling thickness through the power of 100 to 500 watt. The results indicate that the amount of removed fouling from the pipe is enhanced by increasing power from 100 watts to 500 watts. The primary outcomes reveal that the descaling rate is improved to 9/386 at the input power of 400 watts and frequency 32/21 kHz, while at 500 watts, it is decreased to 6/7 . Thus, the proposed mechanism shows decent functionality for the removal of fouling in 400-watt input power. Another simulation also was performed, applying a square pulse source instead of a sine wave, using Camsol software, which resulted in increasing the ultra-sound pressure of the fluid and the descaling rate.

عليرضا فدايي تهراني،‌ محسن صفوي

امين اله محمدي