پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 9 |
| تعداد شمارهها | 452 |
| تعداد مقالات | 5,748 |
| تعداد مشاهده مقاله | 8,241,249 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 6,761,129 |
بررسی عددی تأثیر پارامترهای هندسی بر عملکرد شیر تسلا در سیستمهای کنترل چرخش خودکار | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| دوره 57، شماره 4، تیر 1404، صفحه 473-496 اصل مقاله (2.33 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2025.24217.7851 | ||
| نویسندگان | ||
| رفعت محمدی* 1؛ ارسلان رجایی1؛ ناصر میقانی2 | ||
| 1گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، اراک، ایران | ||
| 2دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایران | ||
| چکیده | ||
| در این پژوهش، عملکرد یک نوع شیر تسلا که به عنوان بخشی از سیستمهای چرخش خودکار در کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد، به روش عددی مورد بررسی قرار گرفته است. هدف اصلی مطالعه، تحلیل تأثیر پارامترهای هندسی کلیدی این شیر بر مشخصههای جریان، از جمله دبی، افت فشار و پدیده کاویتاسیون میباشد. معادلات حاکم با استفاده از روش حجم محدود در نرمافزار انسیس سیافایکس حل شده و صحت نتایج عددی از طریق مقایسه با دادههای تجربی مورد اعتبارسنجی قرار گرفته است. مطالعه پارامتری در دو مرحله انجام شد. در مرحله نخست، با در نظر گرفتن افت فشار ثابت، تأثیر قطر بدنه و مراحل، زاویه مراحل، و تعداد مراحل شیر بر میزان دبی جریان بررسی گردید. نتایج نشان داد که افزایش قطر و کاهش زاویه مراحل میتواند موجب افزایش دبی تا 45 درصد گردد، در حالیکه تغییر تعداد مراحل تأثیر قابل توجهی بر دبی ندارد. در مرحله دوم، اثر پارامترهای مذکور در مقادیر مختلف افت فشار بررسی شد. نتایج این بخش نیز حاکی از وجود رابطه مستقیم بین افت فشار و دبی جریان و هماهنگی روند تغییرات هندسی مشابه مرحله نخست بود. بهعلاوه، توزیع فشار و تحلیل کاویتاسیون نشان داد که در ناحیه انتهایی شیر، وقوع پدیده کاویتاسیون بهدلیل افت شدید فشار اجتنابناپذیر است، با این حال تأثیر معناداری بر عملکرد کلان شیر ندارد. یافتههای این مطالعه میتواند بهعنوان مبنایی برای طراحی بهینه و سفارشی شیر تسلا در سیستمهای چرخش خودکار بهکار رود و نقش مهمی در افزایش بهرهوری و کاهش تلفات انرژی در سیستمهای پمپاژ صنعتی ایفا کند. | ||
| کلیدواژهها | ||
| شیر تسلا؛ شبیهسازی عددی؛ کاویتاسیون؛ سیستم چرخش خودکار؛ آرک ولو | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| A Numerical Study on the Influence of Geometric Parameters on Tesla Valve Performance within an Automatic Recirculation Control Valve System | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Rafat Mohammadi1؛ Arsalan Rajaei1؛ Naser Meyghani2 | ||
| 1Department of Mechanical Engineering, Arak University, Arak, Iran | ||
| 2Department of Mechanical Engineering, Arak University of Technology, Arak, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| In this study, the performance of a Tesla valve, integrated into Automatic Recirculation Control valves used in industrial applications, is investigated through numerical simulation. The primary objective was to analyze the influence of key geometric parameters of the valve on flow characteristics, including flow rate, pressure drop, and cavitation phenomena. The governing equations were solved using the finite volume method in ANSYS CFX, and the numerical results were validated through comparison with experimental data. The parametric study was conducted in two phases. In the first phase, under a constant pressure drop, the effects of body diameter, stage diameter, stage angle, and the number of stages on flow rate were examined. The results indicated that increasing the diameter and reducing the stage angle can enhance the flow rate by up to 45%, whereas variations in the number of stages had minimal impact on flow rate. In the second phase, the effects of the aforementioned parameters were assessed under varying pressure drops. These results also revealed a direct correlation between pressure drop and flow rate, with trends consistent with the first stage. The findings of this study provide valuable insights for the optimal and customized design of Tesla valves in Automatic Recirculation Control systems, contributing to enhanced efficiency and reduced energy losses in industrial pumping applications. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Tesla Valve, Numerical Simulation, Cavitation, Automatic Recirculation Control Valve, ARC Valve | ||
| مراجع | ||
|
[1] M. Thompson, Pump Minimum Flow Protection Using Automatic Recirculation Valves, in: Pumps and Compressors Conference, Perth, 2013. [2] J. Cone, Pump energy conservation techniques, in: 9th turbomachinery symposium, Texas A & M University, 1980, pp. 83-101. [3] A. Purwidyantri, B.A. Prabowo, Tesla valve microfluidics: the rise of forgotten technology, Chemosensors, 11(4) (2023) 256. [4] Z.-j. Jin, Z.-x. Gao, M.-r. Chen, J.-y. Qian, Parametric study on Tesla valve with reverse flow for hydrogen decompression, International Journal of Hydrogen Energy, 43(18) (2018) 8888-8896. [5] J. Qian, M. Chen, X. Liu, Z. Jin, A numerical investigation of the flow of nanofluids through a micro Tesla valve, J. Zhejiang Univ. Sci. A, 20(1) (2019) 50-60. [6] P. Hu, P. Wang, L. Liu, X. Ruan, L. Zhang, Z. Xu, Numerical investigation of Tesla valves with a variable angle, Physics of Fluids, 34(3) (2022). [7] Y. Bao, H. Wang, Numerical study on flow and heat transfer characteristics of a novel Tesla valve with improved evaluation method, International Journal of Heat and Mass Transfer, 187 (2022) 122540. [8] B. Yang, N. Yang, D. Zhao, F. Chen, X. Yuan, B. Kou, Y. Hou, G. Xie, Numerical Simulation of Graphene Growth by Chemical Vapor Deposition Based on Tesla Valve Structure, Coatings, 13(3) (2023) 564. [9] X. Zhang, Z. Cao, K. Fang, X. Yang, Study on the influence of different structural parameters on the performance of Tesla valve, in: Journal of Physics: Conference Series, IOP Publishing, 2024, pp. 012092. [10] A. CFX-Solver, Theory guide, Release ll, 11 (2006) 298. [11] J.-y. Qian, Z.-x. Gao, C.-w. Hou, Z.-j. Jin, A comprehensive review of cavitation in valves: mechanical heart valves and control valves, Bio-Design and Manufacturing, 2 (2019) 119-136. [12] A. Rajaei, Numerical investigation of the effect of geometrical parameters on the performance of a multi-stage Tesla valve, Arak University, 2025. (in Persian). | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 431 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 307 |
||