بررسی تجربی و عددی عوامل شکست در سوپاپ‌های یک‌طرفه رینگی در کمپرسورهای رفت و برگشتی
چکیده
رینگ داخل سوپاپ یک‌طرفه، در کمپرسور رفت و برگشتی نقش کلیدی و مهمی دارد. در این مقاله دو جنس متفاوت برای رینگ درنظر گرفته شده است. یکی، فولاد ضد زنگ به شماره ماده 1/5022 و با علامت 38si6 و دیگری، کامپوزیت کربن- پیک است. این دو رینگ در سوپاپ‌های یکسانی از نظر طراحی و ساخت قرار داده شدند. سپس این سوپاپ‌ها درکمپرسورهایی با کاربرد یکسان مورد آزمایش قرار گرفتند. در آزمایش‌های تجربی استفاده از این دو رینگ مشاهده شد که عمر سوپاپ با رینگ فولادی، 145 روز است. در حالی‌که سوپاپ با رینگ کربن- پیک بعد از گذشت 210 روز سالم بود. مهم‌ترین علت شکست در رینگ فولادی مربوط به توزیع نامناسب نیروهای ناشی از فنرهایی است که در زیر سطح رینگ قرار دارند. یکی دیگر از عوامل شایع خرابی در این سوپاپ‌ها مربوط به تنش‌های وارده از طرف فنرها به دیواره‌های محل قرارگیری آن‌ها است. بنابراین در این مقاله، به بررسی تنش‌ها در محفظه قرارگیری فنرها که جزء نقاط بحرانی در طراحی و ساخت سوپاپ‌ها است، نیز پرداخته شده است. با استفاده از کدهای تجاری کارآ مانند آباکوس، مراحل طراحی و تحلیل سوپاپ در شرایط شبه‌استاتیکی انجام شده است. فشارها و تنش‌های وارده به محفظه فنر و خود رینگ در شرایط استفاده از رینگ فولادی بیشتر از رینگ کامپوزیتی کربن- پیک است. نتایج به‌دست آمده از شبیه‌سازی عددی با مشاهدات تجربی مطابقت خوبی را نشان می‌دهند. ضمناً با استفاده از معادلات جریان مقدار ضخامت مناسب برای رینگ تعیین شده است.
کلید واژگان
سوپاپ یکطرفهکمپرسور رفت و برگشتی
رینگ کربن- پیک
رینگ فولادی
شماره نشریه
9تاریخ نشر
2019-09-011398-06-10
ناشر
دانشگاه تربیت مدرسسازمان پدید آورنده
گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی برق، مکانیک و کامپیوتر، دانشگاه ایوان‌کی، گرمسار، ایرانگروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی برق، مکانیک و کامپیوتر، دانشگاه ایوان‌کی، گرمسار، ایران
گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه جامع امام حسین (ع)، تهران، ایران
شاپا
1027-59402476-6909
