انتخاب مواد برای مبدل های حرارتی (Material Selection of Heat Exchanger)
دو شنبه 27 / 2 / 1393 ساعت 20:4 | بازدید : 1358 | نویسنده : میلاد محمدزاده | ( نظرات )

رای انتخاب مواد برای مبدل های حرارتی (Material Selection of Heat Exchanger) و مخازن تحت فشار باید عوامل زیر را در نظر گرفت:

1- سازگاری مواد با سیالات فرآیند

2- سازگاری مواد با سایر مواد به کار رفته در مبدل حرارتی

3- سهولت ساخت و تولید با استفاده از روش های استاندارد ماشین کاری، نورد، فورجینگ، شکل دهی و روش های اتصال مواد مانند جوشکاری، لحیم کاری و لحیم برنجی

4- استحکام ماده و توانایی تحمل فشار و دمای کار

5- هزینه

6- دردسترس بودن

هنگام انتخاب مواد برای مبدل های حرارتی باید شروط زیادی را در نظر گرفت. این شروط شامل موارد زیر می شود:

طول عمر کارخانه یا فرآیند

طول عمر کاری مواد

قابلیت اطمینان (مقدار ایمنی، خطرات و آسیب های محیط زیستی در صورت تخریب)

هزینه مواد

هزینه های تولید

هزینه های نگهداری و بازرسی

در دسترس بودن از نظر اندازه، شکل، ضخامت و زمان تحویل کالا

بازده سرمایه گذاری

 

مواد بر اساس تجربه، تست های خوردگی، مقالات و پیشنهادات تامین کننده انتخاب می شود. اثر مستقیم نحوه انتخاب مواد و فرآیند ساخت در نحوه عملکرد محصول در حین کار مشخص می شود. برای حصول اطمینان از اینکه محصول ساخته شده ایمن، قابل اطمینان و بی نقص است باید توجه ویژه ای به انتخاب مواد کرد. فرآیند انتخاب مواد با طراحی آغاز شده و در مراحل تولید، نصب و نگهداری ادامه می یابد. هنگامی که محصول در حال کار است باید عملکرد آن مورد بررسی قرار گیرد. با توجه به منطق ذکر شده به بررسی انتخاب مواد برای مخازن تحت فشار و مبدل های حرارتی می پردازیم.

 

مروری بر فرآیند کاری

ویرایش
 
 
 
 

یکی از نخستین گام ها در انتخاب مواد بررسی محیط و شرایط کاری تجهیزات است که از جمله این موارد می توان به دما، فشار و فازهای سیال اشاره کرد. داده های زیر توسط مهندس طراح تعیین می شوند:

- محیط : طبیعت و ترکیب سیالات، شیمی آب، کیفیت بخار، ترکیبات و غلظت محلول، رسانایی، pH، هوادهی، ناخالصی ها و ...

- فشار: محدوده فشار و میانگین فشار، ثابت بودن یا متغیر بودن فشار، بارهای داخلی و خارجی

- دما: میانگین و محدوده دما، ثابت یا متغییر بودن دما، گرادیان های حرارتی و شوک حرارتی

- سرعت: سرعت حرکت جریان، سرعت خطی، سرعت اسمی و محدوده آن، درجه تلاطم، اغتشاش و ....

 

موضوعات مرتبط: منحنی تنش - کرنش حقیقی , ,

|
امتیاز مطلب : 0
|
تعداد امتیازدهندگان : 0
|
مجموع امتیاز : 0


رسم منحنی سختی بر حسب عمق برای قطعات کربوره شده به کمک کامپیوتر
یک شنبه 19 / 2 / 1393 ساعت 18:54 | بازدید : 1078 | نویسنده : میلاد محمدزاده | ( نظرات )

رسم منحنی سختی بر حسب عمق برای قطعات کربوره شده به کمک کامپیوتر

 

برای دریافت کلیک کنید.




موضوعات مرتبط: منحنی تنش - کرنش حقیقی , ,

|
امتیاز مطلب : 0
|
تعداد امتیازدهندگان : 0
|
مجموع امتیاز : 0


منحنی تنش - کرنش مهندسی
پنج شنبه 4 / 2 / 1393 ساعت 17:37 | بازدید : 2663 | نویسنده : میلاد محمدزاده | ( نظرات )

منحنی تنش - کرنش مهندسی (ENGINEERING STRESS-STRAIN CURVEاز تست کشش بدست می آید. با آزمایش کشش یک فلز نرم می توان داده هایی اساسی درباره خواص مکانیکی آن به دست آورد. در این آزمایش یک نمونه با طرح ویژه در جهت محوری تحت بار گذاری قرار می گیرد و در اثر افزایش این نیرومی شکند. در حین آزمایش مقدار افزایش طول در فواصل متناوب اندازه گیری شده و تنش و کرنش میانگینطبق معادلات بدست می آیند. داده های بدست آمده از آزمایش کشش به صورت نمودار تنش-کرنش رسم می شود.

پارامترهایی که از منحنی تنش - کرنش مهندسی بدست می آیند عبارتند از:

استحکام کششی

استحکام تسلیم

داکتیلیته (شکل پذیری)

مدول کشسانی

جهش یا برجهندگی

 

منحنی تنش کرنش مهندسی

تنش طولی میانگین از تقسیم بار بر سطح مقطع اولیه به ‌دست می‌ آید:

کرنش مورد استفاده در منحنی تنش - کرنش مهندسی، کرنش خطی میانگین است که از تقسیم ازدیاد طول مربوط به طول نمونه ، δ ، بر طول اولیه آن به‌ دست می‌ آید.

چون هم تنش و هم کرنش از تقسیم بار و ازدیاد طول بر عوامل ثابتی به‌دست می‌ آیند، منحنی بار ازدیاد طول نیز شکلی مانند منحنی تنش- کرنش مهندسی دارد. هر دو منحنی معمولا به جای هم مورد استفاده قرار می ‌گیرند.

شکل و مقدار منحنی تنش - کرنش یک فلز به ترکیب شیمیایی، عملیات حرارتی، تاریخچه قبلی تغییر شکل پلاستیک (مومسان) و آهنگ کرنش، دما و حالت تنش وارده هنگام آزمایش بستگی دارد. استحکام کششی، استحکام تسلیم، درصد ازدیاد طول و کاهش سطح مقطع پارامترهایی هستند که در تشریح منحنی تنش - کرنش هر فلز به‌کار می‌ روند. دو پارامتر اول معرف استحکام و دو تای بعدی معرف داکتیلیته (شکل پذیری) هستند.

در ناحیه الاستیک منحنی تنش - کرنش مهندسی، تنش با کرنش رابطه خطی دارد. موقعی که مقدار تنش از استحکام تسلیم جسم بیشتر شود ، نمونه تغییر شکل پلاستیک را تحمل می کند. پس از آن نیروی لازم برای ادامه تغییر شکل افزایش می یابد ولی این افزایش به صورت خطی نیست. اگر نیرو بعد از تغییر شکل پلاستیک به صفر کاهش پیدا کند مقداری تغییر شکل دائمی در نمونه باقی خواهد ماند. نیرو یا تنش لازم برای ادامه تغییر شکل پلاستیک با افزایش کرنش پلاستیک زیاد می شود و به عبارت دیگر جسم کار سخت می شود. حجم نمونه یا حاصلضرب طول در سطح ، در حین تغییر شکل پلاستیک ثابت باقی می ماند ، یعنی:

AL=A0L0

که در آن:

A0: سطح مقطع اولیه

L0: طول اولیه

A: سطح مقطع ثانویه

L: طول ثانویه

در نتیجه با ازدیاد طول نمونه ، مساحت سطح مقطع آن به طور یکنواخت در طول نمونه کاهش می یابد. در هنگام تست کشش دو عامل متضاد روی مقدار نیروی لازم برای ایجاد تغییر شکل تاثیر می گذارد ، یکی کار سختی است که موجب افزایش نیرو می شود و دیگری کاهش سطح است که باعث کاهش نیرو می شود. در ابتدا، کار سختی بیش از کاهش در سطح مقطع نمونه است. بنابراین، تنش مهندسی با افزایش کرنش به طور پیوسته زیاد می شود. در نهایت به نقطه ای می رسد که کاهش سطح مقطع نمونه و در نتیجه کاهش نیرو بیش از افزایش نیروی ناشی از کارسختی است. این شرایط ابتدا در نقطه ای در نمونه ایجاد می شود که ضعیف تر از بقیه نمونه است. از این رو تمام تغییر شکل پلاستیک بعدی در این ناحیه متمرکز می شود و نمونه شروع به گلویی شدن یا نازک شدن موضعی می کند. حال، چون مساحت سطح مقطع سریعتر از افزایش بار ناشی از کار سختی، کم می شود، یا به عبارت دیگر کارسختی قادر به جبران اثر کاهش سطح مقطع نیست، نیروی واقعی لازم برای تغییر شکل نمونه افت می کند و تنش مهندسی به طور پیوسته تا شکست نمونه کم می شود. به طور خلاصه ، می توان گفت که در ابتدا بعد از تغییر شکل الاستیک (کشسان)، مقدار کار سختی بیش از کاهش در سطح مقطع است و نیرو با ادامه تغییر شکل افزایش می یابد ولی در یک نقطه که مقدار کاهش در سطح مقطع بیش از کار سختی است، جسم شروع به گلویی شدن می کند و نیروی لازم برای ادامه تغییر شکل کاهش می یابد. ولی در واقع کرنش سختی یا کار سختی فلز تا لحظه شکست آن ادامه دارد. به طوری که تنش لازم برای ازدیاد طول باید زیاد شود، این پدیده در منحنی تنش - کرنش حقیقی دیده می شود.

موضوعات مرتبط: منحنی تنش - کرنش حقیقی , ,

|
امتیاز مطلب : 0
|
تعداد امتیازدهندگان : 0
|
مجموع امتیاز : 0


منحنی تنش - کرنش حقیقی
پنج شنبه 4 / 2 / 1393 ساعت 17:23 | بازدید : 12760 | نویسنده : میلاد محمدزاده | ( نظرات )

در منحنی تنش - کرنش حقیقی (true stress strain curve)، تنش حقیقی به‌ طور پیوسته تا ایجاد شکست زیاد می‌شود؛ زیرا تنش حقیقی بر حسب سطح مقطع واقعی نمونه محاسبه می شود. در این منحنی، مقدار کرنش نیز برحسب مقادیر لحظه‌ای محاسبه می شود. منحنی تنش - کرنش حقیقی به منحنی جریان نیز موسوم است، چون مشخصه‌ های جریان پلاستیک ماده را نشان می‌دهد. هر نقطه واقع بر منحنی چریان می‌تواند تنش تسلیم فلزی که در اثر کشش به مقدار نشان داده شده روی منحنی کرنش کرده باشد، در نظر گرفته شود، بنابراین، اگر بار در این نقطه برداشته و مجددا اعمال شود، ماده در تمام دامنه بارگذاری مجدد رفتار الاستیک خواهد داشت.

منحنی تنش - کرنش مهندسی نمودار واقعی ویژگی‌ های تغییر شکل یک فلز نیست، زیرا بر مبنای ابعاد اولیه نمونه به‌ دست می آید ولی، این ابعاد حین آزمایش دائما تغییر می‌کند. همچنین فلز نرمی که در کشش، کشیده می‌ شود، ناپایدار شده و طی آزمایش گلویی می‌ شود. چون در این مرحله از آزمایش سطح مقطع نمونه به سرعت کم می‌ شود، بار لازم برای ادامه تغییر شکل افت می‌ کند. به همین ترتیب، تنش میانگین به‌ دست آمده بر مبنای سطح اولیه، کم شده و این امر باعث افت منحنی تنش- کرنش پس از نقطه بار حداکثر می‌شود. در واقع، فلز در تمام مسیر تا ایجاد شکست، کارسخت می‌شود، طوری که تنش لازم برای ایجاد تغییر شکل بیشتر نیز باید زیاد شود.

تنش حقیقی σ و تنش مهندسی s طبق فرمول زیر با هم رابطه دارند.

استخراج معادله بالا با فرض ثابت بودن حجم و توزیع همگن کرنش در امتداد طول گیج نمونه کشش انجام شده است. بنابراین معادله بالا فقط تا شروع گلویی صادق است. فراتر از بار حداکثر، تنش حقیقی باید توسط مقادیر حقیقی بار و سطح مقطع تعیین شود.

کرنش حقیقی ɛ را می‌توان برحسب کرنش قراردادی یا مهندسی e تعیین کرد.

این معادله، به دلایل ذکرشده در فوق فقط تا شروع گلویی کاربرد دارد. فراتر از بار حداکثر، کرنش حقیقی باید بر مبنای مقادیر قطر یا سطح واقعی به‌دست آید.

در شکل مقابل منحنی تنش حقیقی - کرنش حقیقی با منحنی مشابه آن منحنی تنش - کرنش مهندسی مقایسه شده است. توجه شود که به علت زیاد بودن نسبی کرنش‌ های پلاستیک، ناحیه الاستیک در محور yفشرده شده است. طبق معادلات موجود مابین تنش و کرنش مهندسی با تنش و کرنش حقیقی، منحنی تنش حقیقی- کرنش حقیقی همیشه تا رسیدن به بار حداکثر در سمت چپ منحنی مهندسی قرار دارد.

 

منحنی تنش کرنش حقیقی

اغلب منحنی جریان از مکان بار حداکثر تا شکست خطی است، در حالی که در سایر موارد شیب آن تا ایجاد شکست به‌ طور پیوسته کم می‌ شود. تشکیل ناحیه گلویی یا شیار نرم باعث ایجاد تنش‌ های سه‌ بعدی می‌ شود که تعیین دقیق تنش کششی طولی را تا وقوع شکست را مشکل می‌ سازد.

معمولا پارامترایی که در زیر ذکر می‌ شوند از منحنی تنش حقیقی - کرنش حقیقی به‌ دست می‌ آیند.

- تنش حقیقی در بار حداکثر

- تنش حقیقی شکست

- کرنش حقیقی شکست

- کرنش حقیقی یکنواخت

- کرنش حقیقی گلویی شدن موضعی

 

تنش حقیقی در بار حداکثر

ویرایش
 
 
 
 

تنش حقیقی در بار حداکثر متناظر با استحکام کششی حقیقی است. در بیشتر مواد گلویی شدن در بار حداکثر و در مقدار کرنشی که در آن تنش حقیقی مساوی شیب منحنی جریان است، شروع می‌ شود. σu و ɛu معرف تنش حقیقی و کرنش حقیقی در بار حداکثر هستند. هنگامی که سطح مقطع نمونه Au است، استحکام نهایی کششی از رابطه زیر به‌دست می‌آید.

و

با حذف Pmax رابطه زیر به‌دست می‌آید:

و

 

تنش حقیقی شکست

ویرایش
 
 
 
 

تنش حقیقی شکست مقدار بار در شکست تقسیم بر سطح مقطع در لحظه شکست است. این تنش باید برای حالت تنش سه‌ بعدی موجود در نمونه کشش هنگام شکست تصحیح شود. چون اطلاعات مورد نیاز برای انجام تصحیح اغلب در دسترس نیستند، مقادیر تنش حقیقی شکست غالبا با خطا همراه‌ هستند.

 

کرنش حقیقی شکست

ویرایش
 
 
 
 

کرنش حقیقی شکست ɛf، عبارت است از کرنش حقیقی بر مبنای سطح اولیه Ao و سطح بعد از شکست  .Af

این پارامتر، کرنش حقیقی حداکثری را که ماه قبل از شکست تحمل می‌کند نشان داده، و مشابه کرنش کل شکست در منحنی تنش- کرنش مهندسی است. چون رابطه بین کرنش مهندسی و حقیقی، پس از شروع گلویی معتبر نیست، امکان محاسبه ɛf برحسب مقادیر اندازه‌گیری شده ef وجود ندارد. اما، کاهش سطح مقطع q در نمونه‌ های کششی استوانه‌ای طبق رابطه زیر با کرنش حقیقی شکست رابطه دارد.

 

کرنش حقیقی یکنواخت

ویرایش
 
 
 
 

کرنش حقیقی یکنواخت، ɛu، کرنش حقیقی بر مبنای کرنش تا بار حداکثر است. این کرنش هم توسط سطح مقطع نمونه Au و هم طول‌ گیج Lu در بار حداکثر محاسبه می‌شود. برای تبدیل کرنش قراردادی یکنواخت به کرنش حقیقی یکنواخت می‌ توان از معادله میان کرنش حقیقی و مهندسی استفاده کرد. کرنش یکنواخت حاصل از نتایج آزمایش کشش، اغلب برای تخمین قابلیت شکل‌ پذیری فلزات مفید است.

 

کرنش حقیقی گلویی شدن موضعی

ویرایش
 
 
 
 

کرنش گلویی شدن موضعی ɛu، کرنش لازم برای تغییر شکل نمونه از بار حداکثر تا شکست است.

منحنی جریان بسیاری از فلزات در ناحیه تغییر شکل پلاستیک یکنواخت با رابطه ساده منحنی توانی شرح داده می‌شود:

در رابطه فوق n توان کارسختی و K ضریب استحکام است. بر اساس معادله فوق، نمودار log-log تنش حقیقی و کرنش حقیقی تا بار حداکثر، به خط راست تبدیل می‌شود.

لگاریتم تنش حقیقی - کرنش حقیقی

شیب این خط n است و K تنش حقیقی در ɛ=1 (متناظر با q=0.63). مقدار توان کارسختی از (جامد کاملاً پلاستیک) تا n=1 (جامد الاستیک) متغیر است. برای بیشتر فلزات مقدار n بین 0.1 و 0.5 است.

انواع مختلف منحنی توان

 آهنگ کارسختی dσ/dɛ با توان کار سختی مشابه نیست. از تعریف n نتیجه می شود که:

در معادله توانی بالا اغلب انحراف‌ هایی در کرنش‌ های کم (10-3) یا کرنش‌های زیاد (ɛ1.0) از این معادله مشاهده می‌ شود. یکی از انواع متداول انحراف، انحراف در منحنی log-log است که به دو خط مستقیم با شیب‌ های مختلف نتیجه می‌ شود. گاهی اطلاعاتی که با این معادله قابل ترسیم نیستند، طبق معادله زیر به شکل خط مستقیم درمی‌آیند:

داتسکو ɛo را به‌صورت مقدار کارسختی که ماده قبل از تست کشش می‌ پذیرد، تعریف کرده است. یک نوع  دیگر از معادله توانی، معادله لودویک است.

که در آن σo تنش تسلیم و K و n اعداد ثابت معادله توانی هستند. این معادله بیشتر از معادله توانی قابل قبول است چون در معادله توانی در کرنش حقیقی صفر، مقدار تنش صفر است. موریسون نشان داده است که σo طبق رابطه زیر از تقاطع قسمت کار سخت شده منحنی تنش- کرنش با خط مدول الاستیک، به‌دست می‌ آید.

منحنی تنش حقیقی - کرنش حقیقی فلزاتی مانند فولاد زنگ‌ نزن آستنیتی که در کرنش‌ های کم به‌ وضوح از معادله توانی انحراف دارد، طبق رابطه زیر تعریف می‌ شود:

در معادله فوق e به توان k1 تقریباً مساوی حد تناسب و n1 شیب منحنی انحراف تنش از معادله توانی برحسب ɛ است.

عبارت کرنش حقیقی در معادلات فوق در واقع باید همان کرنش پلاستیک باشد.

موضوعات مرتبط: منحنی تنش - کرنش حقیقی , ,

|
امتیاز مطلب : 5
|
تعداد امتیازدهندگان : 1
|
مجموع امتیاز : 1


صفحه قبل 1 صفحه بعد

منوی کاربری


عضو شوید


نام کاربری
رمز عبور

:: فراموشی رمز عبور؟

عضویت سریع

نام کاربری
رمز عبور
تکرار رمز
ایمیل
کد تصویری
موضوعات
نویسندگان
نظر سنجی

سطح وبسایت چطوری در نظر میگیرید

خبرنامه
براي اطلاع از آپيدت شدن وبلاگ در خبرنامه وبلاگ عضو شويد تا جديدترين مطالب به ايميل شما ارسال شود



دیگر موارد


خبرنامه وبلاگ:

برای ثبت نام در خبرنامه ایمیل خود را وارد نمایید



تبادل لینک هوشمند

تبادل لینک هوشمند

برای تبادل لینک ابتدا ما را با عنوان Special reference Metallurgy و آدرس metallurgyy.lxb.ir لینک نمایید سپس مشخصات لینک خود را در زیر نوشته . در صورت وجود لینک ما در سایت شما لینکتان به طور خودکار در سایت ما قرار میگیرد.






آمار وب سایت

آمار مطالب

:: کل مطالب : 384
:: کل نظرات : 16

آمار کاربران

:: افراد آنلاین : 8
:: تعداد اعضا : 955

کاربران آنلاین


آمار بازدید

:: بازدید امروز : 177
:: باردید دیروز : 51
:: بازدید هفته : 230
:: بازدید ماه : 177
:: بازدید سال : 10326
:: بازدید کلی : 142632