دانلود مقاله انژکتور ها

word قابل ویرایش
39 صفحه
8700 تومان
87,000 ریال – خرید و دانلود

مقدمه:
‏دستگاههایی که از آنها جهت پودر کردن مایعات استفاده می‌شود (انژکتورها و پودرکننده‌ها) دارای کاربردهای گسترده‌ای در صنعت می‌باشند. علی‌رغم ساختمان بسیار متفاوت، انژکتورها را می‌توات بنابر کاربردشان، طبقه‌بندی نمود. انژکتور دستگاهی است برای تبدیل مایعات به قطرات ریز فراوان و پخش این قطرات درفضای مورد نظر. تجزیه مایع مکا نیزم پیچیده‌ای دارد و به عوامل خارجی و داخلی بسیاری وابسته است. به طور کلی این تجزیه از سطح مایع و بواسطه نیروهای ائرودینامیکی شروع می‌شود که اندازه بزرگی آنها به سرعت جریان و غلظت گاز بستگی دارد. نیروهای آئرودینامیکی سعی در درهم شکتن و متوقف ساختن جریان دارند، اما نیروهای کشش سطحی در مقابل آن مقاومت می‌کنند. ازآنجا که عوامل خارجی در اکثر مواقع، عواملی تعیین کننده در تجزیه جریان به شمار می روند، به هنگام طبقه‌بندی انژکورها، با انتقال مایع به محیطهای گازی متفاوت را به طور اختصاصی مورد بررسی قرارداد.

 

‏روشهای متفاوتی برای اتمیزاسیون مایع وجود دارد. در روشی اول پودرکردن (ووش مکانیکی) مایع به خارج و به محیط گازی ساکنی جریانی می‌یابد. در روشی دوم (روش پنیوماتیک) مایه به آهستگی وارد جریان گاز متحرک می‌شود. باین ترتیب درروش اول از انرژی سیستیک مایع، و در روش دوم از انرژی سینتیک گاز استفاده می‌شود. همچنین میتوان از حالت ترکیبی این دو روشی بهره برد. بهنگام استفاده از روش الکتریکی که روشی سوم تجزیه است، جریان مایع در یک میدان مغناطیس قرار می گیرد. تحت تاثیر این جریان در سطح مایع تغییراتی از فشار به ومجرد می‌آید که شکل جریان را از پین برده، باعث کاهش استحکام و در نتیجه ازهم پاشیدگی آن شده و تولید قطره میکند. در تصویر ۱-۱ ‏طبقه‌بندی دستگاهی پودرکردن مایعات داده شده است. ساده‌ترین انژکتور که برای پودر کردن از روشی مکانیکی استفاده می‌کند، دارای نازلی با دهانه استوانه‌ای شکل است که مایع از ‏آن به خارج جریان می‌یاد و نزدیک به قسمت بالائی با زاویه کمی، مخروط پاشش را تشکیل می‌دهد. در صورتی که نازل، شکاف‌دار ساخت شود، به هنگام خروج جریان از انژگنور نوار مسطحی از مایع تشکیل می‌شود.

 

‏یکی از انواع انژکتور که با جریان مایع کار می‌کند، انژکتور با جریانهای برخوردی میباشد. از نقطه برخورد دو جریان، مایع بصورت شعاعی به بیرون پاشیده میشود و پس از تشکیل نوار به قطرات ریزی تبدیل میشود. در انژکتور نوع ضربه‌ای جریان مایع که از نازل به بیرون راه می‌یابد، با دیواره کوچک و محکمی برخورد میکند. در این زمان امت که پدیده تفرق صورت می‌گیرد. در انژکتورهائی که با نیروی کریز از مرکز کار میکنند، مایعی که در محفظه چرخش، چرخش مورد نظر را بدست آورده است، به شکل نوار باریکی از نازل خارج شده و مخروط پاشش را تشکیل می‌دهد. نوار بدست آمده تحت تأئیرمحیط گازی اطراف و سایر اغتشاشات به قطرات ریز تبدیل میشود. در انژکتورمای گازی یا پنیوماتیک جریان مایع به آهستگی وارد جریان شدید گاز میشود. در سطح تمامی گاز و مایع امواج ناپایداری تشکیل می‌گردد و جریان از هم پاشیده شده و به قطرات ریز تبدیل میشود. جریان یا نوار مایع میتواند تحت زاویه‌ای خاص به سمت جریان شدید گاز هدایت شود. در این هنگام مایع بواسطه جریان هوا شکل خود را از دست داده و به قطرات ریز تبدیل میشود.

 

در انژکتورهای چرخشی، نوار مایع باریکی که به هنگام چرخش دیسک یا استوانه به وجود می‌آید، استحکام خود را از دست داده و از هم باشیده می‌شود. در انژکتورهای آکوستیک که انرژی خود را از مایع بدت می‌آورند، نوار مایع تحت تاثیر نوسانات عمودی غشاء آلتراسونیک (ماوراء صوت) قرار گرفته و شکسته می‌شود. بر سطح مایعی که به سمت غشاء مرتعش آلتراسون جریان دارد، امواج عمودی به وجود می‌آید که بر اثر آن ناپایداری ایجاد شده و سطح مایع شکسته می‌شود. در انژکتورهای آکوستیکی که انرژی خود را از کاز به دست می آورند، جریان (نوار مایع) که از روزنه یا شکافی بیرون می‌آید، تحت تاثیر ارتعاشات آکوستیک گازی قرار می‌گیرد که این ارتعاشات بوسیله منبع مولد موج تولید میشود.

 

‏حال به بررسی زمینه‌های مختلف کاربرد این دستگاهها می‌پردازیم. از انژکتورهای روزنه‌ای یا شکافی در موتورهای پیستونی درون‌سوز استفاده می‌شود. در نتیجه فشار زیاد سوخت مایع به منگام ورود و زاویه کم مخروط پاشش، استفاده از این نوح انژکتورها در توربین گازی و موتورهای جت بامشکل همراه است. این نوع انژکتورها را همچنین در وسایل آتش‌نشانی تعبیه می‌نمایند. انژکتورهای نوع ضربه‌ای رادرمحغظه موتورهای توربین گازی به کار می‌برند. از انژکتورهای گریز ازمرکز در محدوده وسیعی در دستگاههای جدیدی که با توربین گازی کار می‌کنند، موتورهای جت محفظه ‏احتراق ابزارآلات صنایع شیمیائی ‏بسیاری از وسائل دیگر استفاده شود. گسترش وسیع کاربرد انژکتورهای گریز از مرکز،

 

به خاطر سادگی ساختمان قابل اطمینان بودن و مؤثر بودنشان دو پودر کردن مایعات و قابل حصول بودن چتر پاششی دلخواه در آنهاست. از انژکتورهای چرخشی به طور اعم در صنایع شیمیائی جهت پودر نمودن مایعات مختلف و سوسپانسیونها استفاده می‌شود. انژکتورهای گازی یا پنیوماتیک درموتورهای دروسنوز همچون کاربراتورها و موتورهای جت و نیز در دستگاههای مختلف صنعتی به کار گرفته می‌شوند. اما برای بدست آوردن کیفیت مطلومب پودر شدن در موتورها ناگزیر از حجم هوای بسیاری هستیم که در این صورت باید کمپرسور مکمل تعبیه ‏شود و سیستم پیچیده‌تر گردد. انژگتورهای آلتراسونیک در دستگاههای مختلفی نظیر راکتورها و خشک‌کن‌ها به کار برده می‌شوند.

 

‏سیتمهای پودر کردن ااکتریکی مایعات نیز جای خود را را در بخشهای مختلف صنعت از جممله رنگرزی به روش پودر کردن و خشک کردن مواد باز نموده‌اند. که در این حالت حجم تجهیزات الکتریکی زیاد می‌شود. بر اساس طبقه‌بندی روشهای تبدیل مایعات به پودر می توان به نتیجه گیریهای زیر دست یافت.
۱-مایع درست قبل از پودر شدن باید دارای چنان شکلی از جریان باشد که در آن حالت انرژی سطحی به بیشترین میزان خود برسد. به عبارت دیگر باید دارای چنان شکل ناپایداری باشد که به سرعت متلاشی گردد.

 

۲-‏در تمامی روشهای بررسی شده، جهت پودر کردن مایع، عمل اتمیزاسیون مایع، مربوط به از بین رفتن پایداری سطحی جریان چه در شکل استوانه‌ای و چه نواری آن است. همچنین پیدایش امواج ناپایداری در بالادست جریان در این کار تأثیر بسزائی دارد.

فصل ۲
‏انژکتور در موتور راکت
در موتور یک راکت سوخت و اکسیدکننهه بومیله یک مکانیزم مشخص با یکدیگر تماس پیدا کرده و در محفظه احتراق با یکدیگر مخلوط می‌شوند و ایجاد احتراق‌می‌کنند. در یک راکت با سوخت و اکسیدکننده مایع (Liquid Propellant Rocket) سوخت و اکسید کننده در مخازنی ذخیره می‌شوند (شکل ۲-۱‏) ا‏ین مخازن به موتور متصل بوده و سوخت و اکسید از آنها به موتور متنقل می‌شود. سیستمهای گوناگوی برای انققال مواد سوختی به موتور و محفظه احتراق وجود دارد که نمونه‌ای از آن در شکل ۲-۲ ‏نشان داده شده است. طبق شکل گاز حاصل از احتراق در مولد گاز توربین را به حرکت درمی‌آورد و توربین نیز پمپهای سوخت و اکسیدکننده را فعال می‌کند. این پمپها سوخت و اکسیدکننده را به پشت محفظه احتراق هدایت می‌کند و از آنجا، مواد سوختی بوسیله انژکتورها به داخل محفظه احتراق هدایت می‌شود ‏تا در آنجا ایجاد احتراق کنند. در حقیقت انژکتورها مواد سوختی را به داخل محفظه احتراق می‌یاشنه و این پاشش باید به گونه‌ای باشد که اختلاط خوبی صورت گیرد و پارامترهای یک احتراق خوب، به طور مطلوب ایجاد شود.

 

بنابراین انژکتورها اهمیت فوق‌العاده‌ای در چگونگی احتراق و پایداری آن و در نهایت عملکرد موتور دارد یک انژکتور معمولاً در ابتدای محفظه احتراق قرار می‌گیرد و عملی شبیه به صل کاربراتورهای موتورهای احتراق داخلی انجام می‌دهد. انژکتور، جریان مواد سوختی (Propellants) را به داخل محفظه احتراق برقرار می‌کند و مواد سوختی را برای احتراق اتمیزه و مخلوط می‌نماید.

 

‏انژکتورها روی صفحه انژکتور قرار می‌کیرند و ‏با آرایش‌های مختلفی که وجود دارد (مثل آرایشی مثلثی یا شش ضلعی و …) روی آن چیده می‌شوند. در شکل ۲-۳ و ۲-۴ طرح شماتیک صفعه انژکتور کشیده شده است. در شکل ۲-۵ نمای کلی یک محفظه احتراق در موتور راکت سوخت مایه آورده شده است.
‏انژگتورهائی که در راکت استفاده می‌شوند اغلب از نوع مکانیکی هستند (شکل ۱-۱) از انواع انژکتورهای مکانیکی بیشتر، از انژگووهای گریز از مرکز و انژکتورهای جریانی با جریانهای برخوردای استفاده می‌شود.

در انژکتورهای از نوع گریز از مرکز برای ایجاد چتر پاششی و اتمیزاسیون از نیروی گریز از مرکز که در اثر چرخش مایع در انژکتور بوجود می‌آید استفاده می‌شود. چرخش مایع ممکن است بویسیله یک مارپیچ ایجاد شود و یا اینکه سیال از یک روزنه مماسی به استوانه انژکتور وارد شود و درنتیجه در داخل انژکتوژ شروع به چرخش کند. ما در این رساله انژکتورهائی را که بوسیله مارپیچ سیال را به چرخش وامی‌دارند، انژکتورهای پیچشی می‌نامیم و آنهائی را که بوسیله ورود مماس جریان، سیال را به چرخشی وامی‌دارند انژکتورهای گریز از مرکز می‌نامیم.

 

 

انژکتورهای گریز از مرکز به علت محاسنی که دارند امروزه به طور وسیعی در صنایع موشکی مورد استفاده قرار می‌گریرند. گستر وسیع کاربرد انژکتورهای گریز از مرکز به خاطر سادگی ساختمان، قابل اطمیان بودن و مؤثر بودنشان در پودر کردن مایمات و قابل محصول بودن چتر پاشش دلخواه در آنهاست. زاویه مخروط پاششی در انژکتورهای گریز از مرکز بیشتر از انژکتورهای جریانی ا‏ست. در واقع محل برخورد مخر وطهای پاششی در فاصله کمتری از صفحه انژکتور قرار می‌گیرد و در نتیجه گازهیای داغ برگشتی امکان کمتری پیدا می‌کنند که به درون لایه مایع نفود کرده و برای صفحه انژکتور خطرآفرین باشند. در شرایط مساوی یعنی قطر یکسان و دبی یکسان، قطر قطره‌ها در انژکتوره

 

ای جریانی است. این دلیل عامل اصلی استفاده انژکتورهای گریز از مرکز در سالهای اخیر شده است.
۲-۱) انژکتورهای دوپایه
انژکتور دوپایه انژکتوری است که هم سوخت و هم اکسیدکننده از آن عبور می‌کنند. در حقیقت سوخت و اکسیدکننده از یک انژکتور عبور می‌کنند و دو سیال در داخل و یا خارج از انژکتور با هم مخلوط می‌شوند. در حقیقت به جای اینکه سوخت و اکسیدکننمده، هر یک به طور مجرا، از انژکتورهای جداگانه‌ای عبور کنند، هر دو از یک انژکتور عبور می‌کنند. انژکتورهای دوپایه از دو جهت قابل تقسیم‌بندی هستند. یکی از جهت نوع جریان در آنها که می‌تواند مستقیم و یا گریز از مرکز باشد. دیگر تاز جهت اختلاط که از این جهت انژکتورهای دوپایه شامل دو نوع زیر می‌شوند.

۱-مخلوط در داخل: در این انژکتورها سوخت و اکسیدکننمده در داخل انژکتورها با یکدیگر مخلوط می‌شوند و چتر پاشش شامل مخلوط و اکسید است. این نوع انژکتورها برای مواد سوختی غیرمشتعل می‌توانند بکار روند. از این انژکتورها نمی‌توان برای مواد سوختی خودمشتعل استفاده کرد. زیرا مواد سوختی در داخل انژتور، محترق شده و باعث انفجار می‌گردد (شکل ۲-۶).

 

۲-مخلوط در خارج: در این نوع انژکتاور مواد سوختی در خارج از انژکتور با هم مخلوط می‌شوند. این اختلاط توسط برخورد چترهای پاشش سوخت و اکسید با یکدیگر صورت می‌گیرد. این نوع انژکتور را می‌توان هم برای مواد سوختی خود مشتعل و هم غیر خودمشعل استفاده کرد. (شکل ۲-۷)

انژکتورهای دوپایه را بیشتر از نوع گریز از مرکز می‌سازند. زیرا در این صورت می‌توان از محاسن انژکتور گریز از مرکز استفاده کرد. در بعضی موتورها مثل موتور موشک Ariane که سوخت، گازی (هیدروژن گازی) سیال مایع بصورت گریز از مرکز و یا جریانی، و سیال گازی شکل به صورت جریان مستقیم از انژکتور عبور می‌کند (شکل ۲-۸)
از محاسن انژکتورهای دوپایه می‌توان به این نکته اشاره کرد که مجموع دبی از یک انژکتور دوپایه می‌گذرد.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 8700 تومان در 39 صفحه
87,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد