یک شیر بازشونده سریع جدید برای لوله شوک بدون دیافراگم

زمانی, جمال; صمیمی, محمدعلی

یک شیر بازشونده سریع جدید برای لوله شوک بدون دیافراگم

نوع مقاله : گرایش ساخت و تولید

نویسندگان

¹ دانشگاه خواجه صنعتی خواجه نصیرالدنی طوسی/ دانشکده مهندسی مکانیک

² دانشگاه خواجه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی/ دانشکده مهندسی مکانیک

چکیده

در این مقاله به بررسی یک نوع لوله شوک بدون دیافراگم که مجهز به شیری با طراحی ابتکاری و جدید می‌باشد، پرداخته شده است. این لوله شوک قادر است، موج شوک مسطح در دریون خود که نسبت طول به قطر آن 6/41 می‌باشد، تولید کند. لوله شوک‌های دیافراگمی دارای نقاط قوتی مانند ساخت آسان و پارگی آنی آن می‌باشد. اما با این وجود، محدودیت‌های این لوله‌ شوک‌ها دلیل طراحی لوله‌ شوک‌های بدون دیافراگم می‌باشد. مهمترین این محدودیت‌ها: 1- عدم قابلیت تکرار تولید موج شوک بدون باز کردن لوله. 2- عدم قابلیت تنظیم نسبت فشار در یک بازه مشخص 3- عدم امکام خودکار کردن لوله شوک؛ می‌باشد. در شیرهای جایگزین بهجای دیافراگم، مهمترین فاکتور، سرعت باز شدن شیر می‌باشد. که در ایجاد و یکنواختی موج شوک تشکیل شده در دریون تاثیر مستقیم دارد. در این مقاله یک مکانیزم ابداعی برای رسیدن به سرعت بالای شیر، پیشنهاد شده است که زمان باز شدن 8ms می‌باشد. این شیر خودکار دو قابلیت منحصربهفرد دارد: اول اینکه درایور و درایون هم راستا بوده و اغتشاش ناشی از تغییر مسیر یا چرخش گاز را نداریم که این به بهینه شدن لوله شوک کمک می‌کند و دوم اینکه این شیر از مرکز لوله بهسمت گوشهها مانند دیافراگم دوربین باز می‌شود و این بهترین حالت برای باز شدن شیر و یکنواختی موج حاصل می‌باشد. این مقاله نحوه عملکرد یک شیر پرسرعت با عملگر پنوماتیکی را توضیح داده و به مقایسه‌ داده‌های تجربی و تئوری آن پرداخته است.

کلیدواژه‌ها

dor:20.1001.1.26455323.1399.16.1.8.2

عنوان مقاله [English]

Investigation of a new rapid opening valve for a non-Diaphragm Shock Tube

نویسندگان [English]

jamal zamani ¹
mohammad ali samimi ²

¹ khaje nasir toosi

² khaje nasir toosi

چکیده [English]

This paper investigates a kind of non-diaphragm shock tube equipped with an innovative and new design valve that is capable of generating well-formed shock waves within a driven tube. Diaphragm shock tubes have the advantage of easy building and instantaneous opening. However, some limitations of this kind of shock tube such as the lack of repeatability without opening, the inability to adjust pressure ratio at a specified interval and the inability to automate the shock tube, caused a development on an automated shock tube. In the non-diaphragm shock tubes, the most important factor is the opening time of the shock tube inlet, which directly influence on the formation and uniformity of the shock wave formed in the driven. In this study, an innovative mechanism to achieve high-speed opening valve with an opening time of eight milliseconds (8ms) is proposed. Absence of any disturbances caused by a change in direction or rotation of gas and the opening from the center to the sides are two unique features of this automated non-diaphragm shock tube. Finally, in this investigation, the functional parameters of this non-diaphragm valve are calculated theoretically and compared with measured experimental data.

کلیدواژه‌ها [English]

Non-Diaphragm shock tube
Rapid opening valve

مراجع

. Zamani, J., Hosseinzadeh, R. "Manufacturing of Closed-End Gas Driven Shock Tube", aerospace mechanics 14, no. 2, pp. 27-42, 2017.##

2. Bradley, I. N. "Shock Waves in Chemistry and Physics. ", New York : John Wiley and Sons Inc., 1962.##

3. Tranter, R.S., Brezinsky, K., Fulle, D. "Design Of A High-Pressure Single Pulse Shock Tube For Chemical Kinetic Investigations", Rev.Sci. Instr 72, pp.3046-3054, 2001.##

4. Abe, A., Sugahara, K. and Yamada, Y. "Rapid Opening Valve Assisted by Magnetic Force for a Diaphragmless Shock Tube", in 29th International Symposium on Shock Waves 1. springer, 2015.##

5. Hariharan, M.S. "Diaphragmless Shock Wave Generators For Industrial Applications Of Shock Waves", Shock Waves 21, pp.301-306, 2011.##

6. Saito, T. "Unsteady Convective Surface Heat Flux Measurements On Cylinder For CFD Code Validation", Shock Waves 5, no. 13, pp.327-337, 2003.##

7. S. Udagawa, Ota, M. and Maeno, K. "Propagation Characteristics of the Shock Wave in Small Diameter Tubes at Atmospheric Initial Driven Pressure", 28th International Symposium on Shock Waves. springer, 2012.##

8. Downey, M. S., Cloete, T. J., Yates, A. D. B. "A rapid opening sleeve valve for a diaphragmless shock tube", Shock Waves 21, pp.315-319, 2011.##

9. Hanson, R.K., and Davidson, D.F. "Recent Advances in Laser Absorption and Shock Tube Methods for Studies of Combustion Chemistry", Progress in Energy and Combustion Science 44, pp.103-114, 2014.##

10. Heufer, K.A., Olivier, H., Drumm, S., and Murrenhoff, H. "A New Fast Acting Valve for Diaphragmless Shock Tubes", 28th International Symposium on Shock Waves. Springer, pp.535-540, 2012.##

11. Sivaraman, A., Ilango, D. "Introduction to Hydraulics and Pneumatics", delhi: phi learning, 2017.##

12. Udagawa, S. "Development of a Small Diameter Shock Tube and Measurement of Basic Characteristics", Transactions of JSME 78, no. 785, pp.3648, 2012.##