شناور تندروی تونل‌دار، شبکه دینامیکی، طرح آزمایش تاگوچی، بررسی پارامتریک، مدل حجم سیال.ش

120 صفحه فايل word

قابل ويرايش

 

چکیده

این پژوهش با هدف بررسی تاثیر شرایط خشک کردن (درجه حرارت محیط در سه سطح (40، 6۰ و ۸۰ درجه سانتیگراد)، سرعت جریان هوا  در سه سطح (1، 2 و 3 متر بر ثانیه)، رطوبت نسبی محیط در سه سطح (30، 50 و 70 درصد) و هندسه نمونه (نمونه اول تا چهارم)) بر فرآیند خشک کردن قطعات رسی انجام شد. آزمایش‌های تجربی برای هر نمونه مورد مطالعه، به صورت فاکتوریل کامل طراحی و به تعداد 108 آزمایش اجرا شد. طی هر آزمایش، کاهش جرم و کاهش حجم نمونه به ترتیب به روش وزنی و تصویر برداری، ثبت گردید. فرض اصلی در انتخاب مدل خشک­شدن، انتقال رطوبت به سطح قطعه بر اثر نفوذ مولکولی و در ادامه فرآیند تبخیر از سطح است. این فرض با انجام آزمایش­های ترموگرافی اثبات شد. بدین منظور علاوه بر 108 آزمایش فوق، آزمایش­های دیگری نیز تحت عنوان ترموگرافی سطح، جهت بررسی تغییرات درجه حرارت سطح نمونه انجام شد تا با تحلیل نمودارهای حاصل از ترموگرافی و نمودارهای خشک­شدن، بهترین مدل برای خشک­شدن گزینش شود. در نهایت مدل نفوذی فیک انتخاب و ضریب نفوذ موثر این مدل، از داده­های تجربی و با استفاده از الگوریتم تازه گسترش یافته کرم شب‌تاب محاسبه شد. در این الگوریتم، تابع هدف کاهش مقدار خطای مقایسه بین مقادیر تحلیلی و مقادیر تجربی است. جهت تعیین شدت اثر هر پارامتر و برهمکنش پارامترها بر یکدیگر، تحلیل­های آماری انجام گردید. بررسی‌های آماری و آنالیز واریانس ضریب نفوذ موثر هر نمونه نشان داد که پارامترهای هندسه، سرعت، دما و رطوبت محیط خشک­کن بصورت مستقل از یکدیگر بر فرآیند خشک­شدن تاثیر داشته و بیشترین تاثیر بر روی ضریب نفوذ موثر به ترتیب مربوط به هندسه، درجه حرارت محیط، سرعت وزش و رطوبت محیط است. در این تحقیق مشخص شد که با تغییرات هندسه می­توان هم محصولی با کیفیت بالاتر و هم صرفه جویی در انرژی و زمان را ایجاد کرد. در تقابل پارامترها بر یکدیگر نیز مشخص شد که برای هر هندسه بیشترین تقابل را به ترتیب درجه­حرارت – سرعت، درجه­حرارت – رطوبت و سرعت – رطوبت به خود اختصاص داده­اند. در انتهای این تحقیق با استفاده از مدل رگرسیون، ضریب نفوذ موثر هر نمونه به صورت تابعی از پارامترهای خشک­شدن محاسبه شد تا با استفاده از این رابطه بتوان ضریب نفوذ موثر را بدون انجام آزمایش تخمین زد.

 

كلمات كليدي: خشک­شدن ؛ قانون فیک؛ ضریب نفوذ موثر؛ ترموگرافی سطح؛ بهینه سازی؛ تحلیل آماری

 

فهرست مطالب

فهرست شکل­ها. ز‌

فهرست جدول­ها. ش‌

مقدمه‌ای بر فرآیند خشک شدن سرامیک‌ها. ۱

مقدمه. ۱

۱-۲. تعریف سرامیک… ۳

۱ -۳ .  اجزای تشکیل دهنده سرامیک­ها ۴

۱ – ۴ .  فرآورده‌های سرامیکی.. ۴

۱-۵.  صنایع تولیدی سرامیک… ۶

۱-۶. خشک شدن سرامیک‌ها ۱۰

۱-۷. تعادل در خشک کردن.. ۱۰

۱-۸. افزودن آب به پودر سرامیک و تبخیر آن.. ۱۲

۱-۹. سرعت و مراحل خشک شدن.. ۱۴

۱-۱۰. مکانیزم مراحل اول و دوم خشک شدن.. ۱۴

۱-۱۰-۱.  مکانیزم خشک شدن در مرحله با سرعت ثابت.. ۱۷

۱-۱۰-۲ . مرحله با سرعت کاهشی اولیه. ۱۸

۱-۱۰-۳.  مرحله با سرعت کاهشی ثانویه. ۱۹

۱-۱۱. شرایط و پارامترهای خشک کردن.. ۱۹

۱-۱۱-۱. شرایط داخلی و خارجی خشک کردن. ۱۹

۱-۱۲.  ارتباط بین شرایط محیط و دمای سطح قطعه با ترموگرافی.. ۲۱

۱-۱۲-۱. اصول کار دوربین ترموگرافی.. ۲۱

۱-۱۲-۲.  تغییرات دمایی در مرحله اول و دوم خشک شدن. ۲۳

۱-۱۳.  سینتیک خشک شدن.. ۲۵

۱- ۱۴. انقباض و عیوب خشک شدن.. ۲۷

۱-۱۴-۱. ترک‌های خشک شدن. ۲۸

۱-۱۵. جمع بندی.. ۳۱

فصل دوم.. ۳۲

مرور تحقیقات انجام شده. ۳۲

۲-۱. مرور منابع.. ۳۲

۲-۲. جمع بندی.. ۴۲

فصل سوم.. ۴۳

طراحی و انجام آزمایشهای تجربی… ۴۳

۳-۱. مقدمه. ۴۳

۳-۲. روش، مواد و تجهیزات.. ۴۴

۳-۲-۱. طراحی آزمایش­ها ۴۴

۳-۲-۲. مواد و تجهیزات.. ۴۶

۳-۲-۳. نمونههای مورد بررسی در آزمایش­ها ۴۷

۳-۲-۴. روش انجام آزمایش­ها ۴۸

۳-۳. دمانگاری سطح قطعه. ۵۰

۳-۳-۱. روش انجام آزمایشهای ترموگرافی.. ۵۰

فصل چهارم.. ۵۲

محاسبه ضریب نفوذ موثر در چهار نمونه. ۵۲

۴-۱. مقدمه. ۵۲

۴-۲. انتخاب مدل خشک کردن.. ۵۴

۴-۳. الگوریتم کرم شبتاب.. ۵۸

۴-۴. نمودارهای ضریب نفوذ. ۶۰

۴-۵. تاثیر پارامترهای خشکشدن بر ضریب نفوذ در نمونه­های مختلف.. ۷۰

۴-۵-۱. تاثیر درجه حرارت بر ضریب نفوذ در چهار نمونه. ۷۰

۴-۵-۲. تاثیر رطوبت نسبی بر ضریب نفوذ در چهار نمونه. ۷۱

۴-۵-۳. تاثیر سرعت وزش بر ضریب نفوذ در چهار نمونه. ۷۲

۴-۶. جمع بندی.. ۷۵

فصل پنجم.. ۷۶

تحلیل آماری یافته­ها. ۷۶

۵-۱. مقدمه. ۷۶

۵-۲. مروری بر مفاهیم آماری.. ۷۷

۵-۲-۱. مفهوم فرضیه. ۷۷

۵-۲-۲. فرضیه آماری.. ۷۸

۵-۳. تحلیل یافته­های پژوهش… ۸۰

۵-۳-۱. بررسی نرمال بودن داده ها با استفاده از آزمون کولموگروف – اسمیرنوف.. ۸۱

۵-۳-۲. آزمون   استقلال. ۸۱

۵-۳-۳- همبستگی چند متغیره ۸۳

۵-۳-۴. همبستگی تفکیکی/جزئی.. ۸۴

۵-۳-۶. آزمونهای تحلیل واریانس… ۸۵

۵-۳-۷. تحلیل کواریانس… ۹۵

۵-۳-۵. رگرسیون. ۱۰۱

۵-۴. جمع بندی.. ۱۰۲

فصل ششم.. ۱۰۳

نتیجه­گیری و پیشنهادات… ۱۰۳

۶-۱. نتیجه­گیری.. ۱۰۳

۶-۲. پیشنهادات.. ۱۰۶

منابع و مراجع.. ۱۰۷

 

 

 

فهرست شکل­ها

شکل (۱- ۱). منحنی جذب و دفع رطوبت همدما [۶] ۱۱

شکل (۱- ۲). انواع رطوبت در یک جسم تر [۶] ۱۲

شکل (۱- ۳). تغییرات رطوبت بر حسب زمان خشک شدن [۶] ۱۴

شکل (۱- ۴). سرعت خشکشدن در مراحل اول و دوم. ۱۵

شکل (۱- ۵). حرکت رطوبت درالف) مواد متخلخل  اشباع ب) مواد غیر اشباع. ۱۵

شکل (۱- ۶). پایین آمدن سطح مشترک اب و هوا در طول فرآیند خشک شدن [۱۰] ۱۶

شکل (۱- ۷). حرکت رطوبت در طی فرآیند؛ الف) حالت اشباع ب) پیوستگی مایع پ) پیوستگی بخار [۶] ۱۶

شکل (۱- ۸). نحوه اعمال نیرو‌های ناشی از فشار رطوبت در محیط‌ اشباع (راست) و غیر اشباع (چپ) [۱۰] ۱۷

شکل (۱- ۹). نمای داخل سرامیک در حال خشک شدن [۱] ۱۸

شکل (۱- ۱۰). بلوک دیاگرام دوربین ترموگرافی [۴۱] ۲۲

شکل (۱- ۱۱). نمایی از آرایه دوبعدی صفحه سنسور در دوربین ترموگرافی. ۲۲

شکل (۱- ۱۲). نمایش درجه حرارت حباب‌تر و حباب‌خشک در فرآیند خشک شدن [۶] ۲۴

شکل (۱- ۱۳). نمایش دو منطقه خشک و تر در داخل قطعه در حال خشک شدن [۱۳] ۲۵

شکل (۱- ۱۴). سرعت و مراحل خشک شدن (واحد‌ها اختیاری) [۱] ۲۶

شکل (۱- ۱۵). ترک‌های مویی روی سطح یک نمونه سرامیک [۱] ۲۹

شکل (۱- ۱۶). ترک خوردن در سمت دارای میزان رطوبت پایین [۱] ۳۰

شکل (۱- ۱۷). ترک ایجاد شده توسط برخورد هوا در حین خشک کردن [۱] ۳۱

شکل (۲- ۱). نمایش منافذ در مقیاس ماکرو و میکرو و نانو در سرامیک خام  [۳۷] ۳۸

شکل (۲- ۲). الف) خشک شدن در شرایط ثابت، ب) خشک شدن طی دو پالس، پ) خشک شدن طی سه پاس [۵۰] ۳۹

شکل (۲- ۳). فلوچارت تشخیص رطوبت از تصویر حرارتی [۵۶] ۴۱

شکل (۲- ۴). بررسی اثر رطوبت نسبی محیط در جذب رطوبت توسط قطعه سیمانی [۵۸] ۴۲

شکل (۲- ۵). ترموگرافی سخت شدن بتن [۵۹] ۴۲

شکل (۴- ۱). مقطع یک بعدی هندسه بررسی شده ۵۵

شکل (۴- ۲). نمودار تغییرات ضریب نفوذ برای آزمایشهای ۱ تا ۲۷ نمونه ۱. ۶۱

شکل (۴- ۳). نمودار تغییرات ضریب نفوذ برای آزمایشهای ۱ تا ۲۷ نمونه ۲. ۶۲

شکل (۴- ۴). نمودار تغییرات ضریب نفوذ برای آزمایشهای ۱ تا ۲۷ نمونه ۳. ۶۳

شکل (۴- ۵). نمودار تغییرات ضریب نفوذ برای آزمایشهای ۱ تا ۲۷ نمونه ۴. ۶۴

شکل (۴- ۶). نمودار ترموگرافی سطح خشک شدن سرامیک رسی.. ۶۵

شکل (۴- ۷) . نمودار ترموگرافی سطح قطعه در دمای ۶۰ درجه سانتی گراد. ۶۶

شکل (۴- ۸). مقایسه تحقیق جاری و مرجع [۲۹] ۶۶

شکل (۴- ۹). تغییرات ضریب نفوذ آزمایش ۱ برای ۴ نمونه. ۶۷

شکل (۴- ۱۰). تغییرات ضریب نفوذ آزمایش ۲ برای ۴ نمونه. ۶۷

شکل (۴- ۱۱). تغییرات ضریب نفوذ آزمایش ۳ برای ۴ نمونه. ۶۷

شکل (۴- ۱۲). تغییرات ضریب نفوذ آزمایش ۵ برای ۴ نمونه. ۶۷

شکل (۴- ۱۳). تغییرات ضریب نفوذ آزمایش ۷ برای ۴ نمونه. ۶۸

شکل (۴- ۱۴). تغییرات ضریب نفوذ آزمایش ۸ برای ۴ نمونه. ۶۸

شکل (۴- ۱۵). تغییرات ضریب نفوذ آزمایش ۹ برای ۴ نمونه. ۶۸

شکل (۴- ۱۶). تغییرات ضریب نفوذ آزمایش ۱۰ برای ۴ نمونه. ۶۸

شکل (۴- ۱۷). تغییرات ضریب نفوذ آزمایش ۱۱ برای ۴ نمونه. ۶۸

شکل (۴- ۱۸). تغییرات ضریب نفوذ آزمایش ۱۲ برای ۴ نمونه. ۶۸

شکل (۴- ۱۹). تغییرات ضریب نفوذ آزمایش ۱۴ برای ۴ نمونه. ۶۹

شکل (۴- ۲۰). تغییرات ضریب نفوذ آزمایش ۱۶ برای ۴ نمونه. ۶۹

شکل (۴- ۲۱). تغییرات ضریب نفوذ آزمایش ۱۷ برای ۴ نمونه. ۶۹

شکل (۴- ۲۲). تغییرات ضریب نفوذ آزمایش ۱۸ برای ۴ نمونه. ۶۹

شکل (۴- ۲۳). تغییرات ضریب نفوذ آزمایش ۱۹ برای ۴ نمونه. ۶۹

شکل (۴- ۲۴). تغییرات ضریب نفوذ آزمایش ۲۰ برای ۴ نمونه. ۶۹

شکل (۴- ۲۵). تغییرات ضریب نفوذ آزمایش ۲۶ برای ۴ نمونه. ۷۰

شکل (۴- ۲۶). تغییرات ضریب نفوذ آزمایش ۲۷ برای ۴ نمونه. ۷۰

شکل (۴- ۲۷). نمودار جعبهای تغییرات ضریب نفوذ بر حسب تغییرات درجه حرارت برای نمونههای مختلف.. ۷۱

شکل (۴- ۲۸). نمودار جعبهای تغییرات ضریب نفوذ بر حسب تغییرات رطوبت نسبی برای نمونههای مختلف.. ۷۲

شکل (۴- ۲۹). نمودار جعبهای تغییرات ضریب نفوذ بر حسب تغییرات سرعت وزش برای نمونههای مختلف.. ۷۳

شکل (۴- ۳۰).  تغییرات ضریب نفوذ رطوبت با تغییرات همزمان رطوبت نسبی و سرعت وزش در نمونههای مختلف.. ۷۳

شکل (۴- ۳۱). تغییرات ضریب نفوذ رطوبت با تغییرات همزمان درجه حرارت و سرعت وزش در نمونههای مختلف.. ۷۴

شکل (۴- ۳۲). تغییرات ضریب نفوذ رطوبت با تغییرات همزمان درجه و رطوبت نسبی محیط در نمونههای مختلف.. ۷۴

شکل (۵- ۱). ساختار تفاوت میانگین ضریب نفوذ را در درجه حرارت و نمونههای مختلف.. ۸۸

شکل (۵- ۲).  ساختار تفاوت میانگین ضریب نفوذ در سرعت وزش و نمونههای مختلف.. ۹۲

شکل (۵- ۳). ساختار تفاوت میانگین ضریب نفوذ در رطوبت نسبی و نمونههای مختلف.. ۹۴

شکل (۵- ۴). درصد تاثیر گذاری هر پارامتر بر ضریب نفوذ موثر رطوبت.. ۹۶

شکل (۵- ۵). حذف پارامترها با درصد تاثیر گذاری کمتر. ۹۷

شکل (۵- ۶).  نمودار تقابل پارامترها ۹۷

شکل (۵- ۷). اثر متقابل دما و رطوبت برای  نمونههای ۱ و ۲. ۹۹

 

فهرست جدول­ها

جدول (۱- ۱). ده کشور برتر تولیدکننده سرامیک جهان تا سال ۲۰۱۰. ۸

جدول (۱- ۲). ده کشور برتر مصرف کننده سرامیک جهان تا سال ۲۰۱۰. ۸

جدول (۱- ۳). ده کشور برتر صادر کننده سرامیک جهان تا سال ۲۰۱۰. ۹

جدول (۱- ۴). ده کشور وارد کننده سرامیک جهان تا سال ۲۰۱۰. ۹

جدول (۳- ۱). پارامترها و سطوح مورد بررسی در آزمایش­ها……………………………..……………………………………………..۴۵

جدول (۳- ۲).  طراحی آزمایشها ۴۵

جدول (۳- ۳). لیست تجهیزات مورد استفاده در خشک کن به همراه کاربرد آن. ۴۷

جدول (۳- ۴). ابعاد و شکل نمونههای مورد مطالعه در این تحقیق.. ۴۸

جدول (۵- ۱). نتایج آزمون کلموگروف- اسمیرنف.. ۸۱

جدول (۵- ۲).  نتایج آزمون استقلال. ۸۲

جدول (۵- ۳). ضرایب همبستگی پیرسون بین ضریب نفوذ موثر رطوبت و متغیرهای خشکشدن. ۸۳

 جدول (۵- ۴). مقادیر ضریب همبستگی متغیرها با ضریب نفوذ در دو حالت با و بدون متغیرهای کنترل……………………………………..۸۵

جدول (۵- ۵). سطح معنی داری و مقدار F ……………………………………………………………………………………….۸۷

جدول (۵- ۶). مقایسه جفتی میانگین ضریب نفوذ در بین مقادیر مختلف درجه حرارت …………………………………………۹۰

جدول (۵- ۷). اولویت بندی مقدار درجه حرارت­های مختلف بر اساس تفاوت میانگین مقدار ضریب نفوذ برای نمونه ۱ تا ۴………..۹۱

جدول (۵- ۸). سطح معنی داری و مقدار F…………………………………………………………………………………………۹۱

جدول (۵- ۹).  مقایسه جفتی میانگین ضریب نفوذ در بین مقادیر مختلف سرعت وزش…………………………………………. ۹۲

جدول (۵- ۱۰). اولویت بندی سرعت­های وزش بر اساس تفاوت میانگین مقدار ضریب نفوذ…………………………………………۹۳

جدول (۵- ۱۱).سطح معنی داری و مقدار F………………………………………………………………………………………..۹۳

جدول (۵- ۱۲). مقایسه جفتی میانگین ضریب نفوذ در بین مقادیر مختلف رطوبت نسبی محیط………………………………….۹۴

جدول (۵- ۱۳). اولویت بندی رطوبت نسبی بر اساس تفاوت میانگین مقدار ضریب نفوذ………………………………………….۹۵

 

 

 

 

نقد و بررسی‌ها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “شناور تندروی تونل‌دار، شبکه دینامیکی، طرح آزمایش تاگوچی، بررسی پارامتریک، مدل حجم سیال.ش”
قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...