گاید سوپاپ چیست؟

در بیشتر موتورهای رفت و برگشتی در داخل سر سیلندر یک گاید سوپاپ برای هر سوپاپ موجود است. گاید سوپاپ به همراه فنر سوپاپ باعث قرارگیری مثبت سوپاپ به شکلی می شود که سوپاپ تماس مناسب خود را با سیت سوپاپ حفظ کند.

گاید سوپاپ یک قطعه استوانه ای فلزی است که با سر سیلندر به صورت یکپارچه ریخته گری می شود و یا با فشار درون آن جای میگیرد و سوپاپ درون آن رفت و برگشت انجام می دهد. گایدها برای انتقال حرارت ناشی از فرآیند احتراق به خارج از سوپاپ دود و به درون سر سیلندر به کار می روند و این حرارت از آنجا به سیستم خنک کاری منتقل می شود.

جنس گاید سوپاپ معمولا از برنز یا فولاد است و انجام یک بالانس بین سختی و سایش سوپاپ لازم است تا عمر کاری مفید آن بیشینه شود.

لقی بین قطر داخلی گاید سوپاپ و قطر خارجی ساقه سوپاپ در کارایی مناسب موتور بسیار مهم است. اگر میزان لقی بسیار کم باشد ممکن است سوپاپ به آلاینده های روغنی بچسبد و انبساط حرارتی در مورد آن اهمیت پیدا کند. اگر لقی زیاد باشد سوپاپ نمی تواند به شکل مناسب بنشیند و مصرف روغن افزایش می یابد.

در طول زمان قطر داخلی گاید سوپاپ و قطر خارجی ساقه سوپاپ دچار فرسایش می شوند. در دهه 1980 به عنوان بخشی از فرآیند تولید بسیاری از سازندگان موتور به جای جایگزین کردن شروع به برقوزنی گاید سوپاپ کردند. سازندگان دریافتند با برقو زدن گاید سوپاپ در سر سیلندر با یک سایز استاندارد (معمولا با 0.008 اینچ سایز بالاتر در قطر) و نصب سوپاپ های ساخته شده موتور در ساقه با سایز بالاتر می توان یک سر سیلندر معمولی را در زمان کوتاه تری تولید کرد.

بافل (انتقال حرارت)

بافل ها پره های مانع یا جهت دهنده جریان هستند که در برخی از مخازن فرآیندهای صنعتی مانند مبدل‌های پوسته لوله ، راکتورهای شیمیایی و همزن های ایستا، استفاده می شود. بافل ها جزیی از طراحی مبدل‌های حرارتی هستند. یک بافل برای پشتیبانی از دسته های لوله و جهت دادن جریان ها برای رسیدن به بیشترین راندمان طراحی می شود.

• استفاده از بافل

   اصلی ترین دلایل استفاده از بافل در مبدل حرارتی پوسته لوله عبارت اند از:

1. نگه داشتن لوله‌های در جای خود هم در تولید و هم در حین استفاده
2. جلوگیری از اثرات ارتعاشی که توسط سرعت سیال و هم طول مبدل زیاد می شود.
3. جهت دادن سیال در سمت پوسته در امتداد لوله. این امر منجر به افزایش سرعت سیال و ضریب انتقال حرارت موثر مبدل می شود.

   در همزن های ایستا، از بافل ها برای بهتر کردن فرآیند اختلاط استفاده می شود.

   در راکتورهای شیمیایی، غالبا بافل ها به دیواره داخلی برای بهبود دادن فرآیند اختلاط متصل شده اند و بنابراین انتقال حرارت و نرخ واکنش شیمیایی ممکن افزایش می یابد.

• انواع بافل ها

بکارگیری بافل ها بر اساس اندازه، هزینه و توانایی پشتیبانی از دسته لوله‌ها و جهت دادن تعیین می شود. انواع بافل ها عبارت اند از:

1. بافل های جریان طولی (مورد استفاده در پوسته دو پاسه)
2. بافل های Impingement (برای محافظت دسته هنگامی که سرعت ورودی زیاد است)
3. بافل های اوریفیس
4. بافل های Single segmental
5. بافل های Double segmental
6. بافل های ساپورت کننده
7. بافل های نوع Deresonating برای کاهش ارتعاش لوله

• نصب بافل ها

ادامه مطلب

انتقال حرارت به کمک نانو ذارت

انتقال حرارت به کمک نانو ذارت

تحقیقات مختلف نشان داده اند که ضریب انتقال جرم و حرارت نانوسیالات در مقایسه با سیالات پایه بیشتر هستند و این سبب کاربرد این نوع سیالات در زمینه های گوناگون از جمله صنعتی و پزشکی می شود. اگرچه به صورت دقیق تر مشخص نشده است که مکانیسم افزایش انتقال جرم و انتقال حرارت بوسیله نانوسیالات چگونه است اما با بررسی خواص نانوسیالات از جمله ضریب هدایت حرارتی، چگالی، ویسکوزیته و ضریب نفوذ نظریه هایی بیان شده اند. در این مقاله خواص نانوسیالات و کاربرد های عمده آنها بحث می شود.

انتقال گرما در سیالات ساکن

خواص استثنایی نانو سیالات شامل هدایت گرمای بیشتر نسبت به سوسپانسیون های معمولی،رابطه غیر خطی بین هدایت به دما و افزایش شدید فلاکس گرمای در منطقه جوشش است.این خواص استثنایی، به همراه پایداری،روش تهیه نسبتا آسان و ویسکوزیته قابل قبول باعث شده تا این سیالات به عنوان یکی از مناسب ترین و قوی ترین انتخاب ها در زمینه سیالات خنک کننده مطرح شوند.

بیشترین تحقیقات روی هدایت گرمای نانوسیالات ، در زمینه سیالات حاوی نانوذرات اکسید فلزی انجام شده است.

ماسودا افزایش ۳۰ درصدی هدایت گرما را با اضافه کردن ۴.۳ درصد حجمی آلومینا به آب گزارش کرده است.لی افزایش ۱۵% درصدی را برای همین نوع نانوسیال با همین درصد حجمی گزارش کرده است که تفاوت این نتایج را ناشی از تفاوت در اندازه نانوذرات به کار رفته در این دو تحقیق می داند.قطر متوسط ذرات آلومینای به کار رفته در آزمایش اول ۱۳ نانومتر و در آزمایش دوم۳۳ نانو متر بوده است.زای و همکاران افزایش ۲۰ درصدی را برای ۵۰ درصد حجمی از همین نانو ذرات گزارش کرده اند.گروه مشابهی برای نانوذرات کاربید سیلیکون نیز به نتایج مشابهی رسیده اند.لی بهبود نسبتا کمتری را در هدایت گرمای نانو سیالات حاوی نانوذرات اکسید مس،نسبت به نانوذرات آلومینا مشاهده کرد;در حالیکه ونگ ۱۷ درصد افزایش هدایت گرما را برای فقط ۴% درصد حجمی از نانوذرات اکسید مس در آب گزارش کرده است.برای نانو سیال با پایه اتیلن گلیکول، افزایش بالای ۴۰ درصد برای ۳%درصدحجمی مس با متوسط قطر ده نانومتر گزارش شده است.پتل افزایش بالای ۲۱% برای سوسپانسیون ۱۱% حجمی از نانو ذرات طلا و نقره که به ترتیب در آب تولوئن پراکنده شده بودند را مشاهده کرد.در مواردی هم هیچ افزایش قابل توجهی در هدایت مشاهده نشده است.

اخیرا تحقیقات دیگری روی وابستگی هدایت به دما برای غلظتهای بالای نانوذرات اکسید فلزات و غلظتهای پایین نانوذرات فلزی در حال انجام است که در هر دو مورد در محدوده دمای ۲۰ تا ۵۰ درجه سانتیگراد افزایش ۲ تا ۴ برابری در هدایت مشاهده شده است و در صورت تایید این خواص برای دماهای بالاتر می توان نانوسیال را در سیستمهای گرمایشی نیز استفاده کرد.بیشترین افزایش هدایت در سوسپانسیون نانولوله های کربنی گزارش شده است که علاوه بر هدایت گرمای بالا ، نسبت طول به قطر بالایی دارند.از آنجا که نانو لوله های کربنی ،تشکیل یک شبکه فیبری می دهند،سوسپانسیون آنها بیشتر شبیه کامپوزیتهای پلیمری عمل میکند.بیرکاک افزایش ۱۲۵ درصدی هدایت را در اپوکسی پلیمر-نانولوله حاوی یک درصد نانو لوله حاوی یک درصد نانولوله تک دیواره گزارش کرد،همچنین مشاهده کرد که با افزایش دما ،هدایت گرما افزایش می یابد.

چون برای سوسپانسیون یک درصد نانولوله های چند دیواره در روغن ۱۶ درصد افزایش هدایت گرما گزارش کرده است.گزارشها و تحقیقات مختلفی در زمینه افزایش هدایت گرمای سوسپانسیون نانو لوله کربنی ارائه شده است;زای افزایش ۱۰ تا ۲۰ درصدی هدایت گرما را در سوسپانسیون یک درصد حجمی با سیال آب گزارش کرده است.ون و دینگ نیز ۲۵ درصد افزایش هدایت را در سوسپانسیون ۸ درصد حجمی در آب گزارش کرده است.اسیل بیشترین افزایش را ۳۸ درصد برای سوسپانسیون ۶ درصد حجمی در آب گزارش کرده است.

ون و دینگ افزایش سریع هدایت در غلظتهای حدود ۲ درصد حجمی را گزارش کرده و نشان داده است که این افزایش از آن به بعد تقریبا ثابت می ماند. در تمامی گزارشها افزایش هدایت با دما مشاهده شده ;هر چند برای دماهای بالاتر از ۳۰ درجه سانتیگراد این افزایش تقریبا متوقف می شود.

جریان، جابجایی و جوشش

اخیرا ضریب انتقال گرما نانو سیال در جابجایی آزاد و اجباری اندازه گیری شده است.داس آزمایشهای تعیین خواص گرمای جوشش را برای نانوسیال شروع کرد.یو فلاکس گرمای بحرانی نانو سیال آلومینا_آب در حال جوشش را اندازه گیری کرد و افزایش سه برابری در فلاکس گرمای بحرانی (CHF) را نسبت به آب خالص گزارش کرد. در همین زمینه واسالو نانو سیال سیلیکا-آب را تهیه کرد و همان افزایش سه برابری در CHF را گزارش کرد.

ادامه مطلب

هیدرومکانیک، روش نوین رسوب زدایی مکانیکی

اهمیت رسوب در صنعت و اقتصاد

   طبق محاسبات بعمل آمده در کشورهای صنعتی زیان ناشی از رسوب در مبدل های حرارتی 25% درصد از رشد ناخالص ملی را شامل می شود.

   امروزه وجود رسوب در مبدل های حرارتی و تجهیزات انتقال حرارت مشکل اقتصادی عمده ای است. تا 25 سال پیش معضل رسوب در مبدلها تقریبا غیر قابل حل محسوب می شد. در بخش انرژی سنگاپور، اتلاف انرژی به علت رسوبات موجود در مبدل های حرارتی حدود 8%- 1% درصد از GDPسنگاپور می شود که مبلغی بین 120-150 میلیون دلار سالانه بر بخش صنعت انرژی آن کشور تحمیل می نماید.طبقمحاسبات بعمل آمده حداقل زیان های ناشی از رسوب در صنایع ایالات متحده امریکا 18 میلیارد دلار بر آورد شده است که به تنهایی 6 میلیارد دلار خسارات ناشی از وجود رسوب در مبدلهای حرارتی می باشد.

   وجود رسوب در عملکرد حرارتی و هیدرولیکی اصلی ترین مشکل طراحی و بهره برداری مبدل های صنعتی می باشد. به علت تشکیل رسوب در مبدل های حرارتی و چگالنده ها، سطح انتقال حرارت بین 20% - 200% در طراحی اولیه افزایش می یابد.

Shut Downمنظم تجهیزات و تمیزکاری آن ها مهمترین نیاز صنایع می باشد. در صنعت کمترین مقدار رسوب قابل تحمل نمی باشد.

معایب و مضرات رسوب

• کاهش و تغییر در ضریب انتقال حرارت
• محدود نمودن دبی خروجی بعلت افزایش ضریب اصطکاک سطح داخلی لوله ها
• افزایش زمان و تعداد اورهال مجموعه
• افزایش هزینه ها و قیمت محصول
• کاهش راندمان تولید و افزایش مصرف مواد اولیه
• افزایش استفاده از حلالهای شیمیایی
• افزایش تعویض لوله ها و مخازن و تجهیزات و کاهش عمر مفید آنها
• به سیستم
• کاهش عمر مفید تجهیزات
• اختلال در فرآیند

روش های رسوب زدایی

1. واتر جت

2. هیدرو فرز پنوماتیکی

3. فشنگی های ساینده

4. مواد شیمیایی

5. روش های نوین

در ادامه با روش های رسوب زدایی آشنا خواهید شد.