آزمایشگاه سیالات
آزمایشگاه سیالات دانشکده ی مهندسی مکانیک یک آزمایشگاه با تجهیزات متنوع و با ارزش بالای علمی – صنعتی است. مشاهده بیشتر
معرفی آزمایشگاه سیالات
آزمایشگاه سیالات دانشکده ی مهندسی مکانیک یک آزمایشگاه با تجهیزات متنوع و با ارزش بالای علمی -صنعتی است. حضور در این آزمایشگاه و انجام آزمایش با تجهیزات آن، یک فرصت بسیار عالی جهت مرور مطالب تئوری در عمل و تجربه ی احساس عینی مفاهیم سیالاتی است. امید است دانشجویان علاوه بر یادگیری تئوری آزمایش ها و انجام دادن صرف آن ها، سوالات پیرامون مفاهیم سیالاتی را پاسخ دهند و با یک برخورد فعالانه و با پیشنهاد های علمی دقیق، به حل چالش های احتمالی تجهیزات و آزمایش ها و هم چنین، بهبود شرایط آزمایشگاه کمک نمایند.
نتیجه‌ای پیدا نشد.
قوانین و دستورالعمل‌ها
پوشیدن روپوش آزمایشگاهی ترجیحا سرمه ای در آزمایشگاه سیالات الزامی است. استاد درس آزمایشگاه در صورت صلاحدید می تواند این الزام را تغییر دهد.
در جلسات عملی آزمایشگاه لازم است از جداول داده برداری یکسان سازی شده (لینک زیر در فرمت PDF) استفاده شود. در هر جلسه نتایج داده برداری توسط استاد یا کارشناس آزمایشگاه امضا و به استاد مربوطه تحویل شود.
“جزوه ی دستور کار آزمایشگاه سیالات ” پس از چند ویرایش با نظر کارشناسان و اساتید مورد ملاحظه قرار گرفته است و در لینک زیر آخرین ویرایش آن در فرمت PDf و در قالب فشرده قابل دانلود است. دانشجویان محترم توجه داشته باشند که برای نوشتن گزارش کار صرفا از این جزوه استفاده شود و از منابع متفرقه پرهیز گردد.
( این دستور کار مختص دانشجویان کارشناسی دانشکده ی مکانیک دانشگاه علم و صنعت می باشد و حقوق مادی و معنوی آن نزد دانشگاه محفوظ است، در صورتی که درس آزمایشگاه سیالات را اخذ نموده اید، جهت استفاده از این دستور کار، رمز عبور این فابل را از استاد درس دریافت نمایید.)
برنامه‌ی این آزمایشگاه مطابق تقویم آموزشی دانشگاه، شامل ۱۶ هفته است.در این آزمایشگاه ۱۲ آزمایش فعال در کنار مطالب تئوری ارائه می شود که بسته به صلاح دید استاد مربوطه و فعال بودن تجهیزات، برنامه مختلف است.(بسته به تعداد کلاس ممکن است هر کدام از این سه گروه تعداد نفرات کم تری داشته باشند.
برای نوشتن گزارش کار، نمونه فایل (Template) گزارش کار در لینک زیر قابل دانلود است.
دفترچه ی راهنمای(Manual) اکثر تجهیزات در کتابخانه ی مستقر در آزمایشگاه موجود و قابل دسترسی است. از آنجا که اکثرا یک نسخه ی چاپ از آنها موجود است، قابلیت امانت گرفتن وجود ندارد و صرفا داخل آزمایشگاه دانشجویان می توانند از آنها استفاده کنند. اما برای سهولت در دسترسی و دسترسی بیش تردانشجویان و اساتید محترم، نسخه ی اسکن شده ی برخی دفترچه های راهنما در لینک های زیر در فرمت PDF قابل دانلود است. هم چنین دانشجویان با دانستن نام شرکت سازنده ی دستگاه ها ( در بند ۵ نام شرکت سازنده می آید) و با جستجو در پایگاه اینترنتی آنها به اطلاعات مفیدی از جمله دفترچه ی راهنما احتمالا دست پیدا خواهند کرد.
– دفترچه ی راهنمای آزمایش مرکز فشار هیدرواستاتیک(Edibon Hydrostatic Pressure Center Manual)
– دفترچه ی راهنمای آزمایش مرکز شناوری یا ارتفاع متاسنتر(Edibon Metacentric height Manual)
– دفترچه ی راهنمای آزمایش مویینگی(Edibon capillary effect Manual)
– دفترچه ی راهنمای آزمایش ویسکومتر(Armfield Drag coefficient or Viscometer Manual)
– دفترچه ی راهنمای آزمایش توربین پلتون و فرانسیس(Gilkes Pelton & Francis Turbines Manual)
با توجه به شرایط خاص شیوع بیماری فراگیر کرونا و یا حالت های خاص ایام دیگر که حضور دانشجویان و اساتید در دانشگاه میسر نیست، آزمایشگاه سیالات بر آن شد تا برنامه ی آزمایشگاه مجازی را در پیش گیرد. این برنامه به دو صورت فیلم و یا مجازی قابل انجام است. در حالت فیلم، معرفی دستگاه، روش انجام آزمایش و داده های تجربی حاصل از آزمایش در قسمت زیر و در قالب یک فیلم در فرمت MP۴ قرار گرفته است. دانشجویان می توانند با مشاهده ی کامل و با دقت فیلم مشابه آزمایشگاه حضوری از توضیحات هر آزمایش بهره مند شوند. بعد از مشاهده ی فیلم، هر دانشجو موظف است گزارش کار متناسب با جدول داده برداری ارائه شده رابنویسد و برای استاد مربوطه ارسال نماید. در حالت آزمایش مجازی که به صورت ازمایش از راه دور ( Remote Control Lab) و یا مجازی (Virtual Lab) بوده، دانشجو می تواند در حالت اول از طریق Web Cam نصب شده در آزمایشگاه مقصد و با سیستم های کنترلی نصب شده در آن جا و یا در حالت دوم از طریق آزمایشی که به صورت انیمیشنی یا مجازی-واقعی درآورده شده است، آزمایش را مطابق با روش انجام ازمایش که در همین صفحه قید گردیده است، انجام دهد، جدول داده برداری را پر کند، گزارش کار مربوطه را بنویسد و برای استاد مربوطه ارسال نماید. برای آزمایش های مجازی که توسط آزمایشگاه طراحی گردیده است، در صورتی که درس آزمایشگاه سیالات را اخذ نموده اید، رمز عبور آن را از استاد درس دریافت نمایید. آزمایش های مجازی در دو فرمت exe و swf موجود هستند که اولی در windows قابل اجرا و دومی با کمک flash player (ترجیحا flash player ۱۷)قابل اجرا هستند.
آزمایش‌ها
نام آزمایش: ارتفاع توازن شناوری(Metacenteric height)
دقت دیتالاگر: ۲με
توضیح مختصری از آزمایش‌ها:
هدف از این آزمایش تعیین نقطه ی متاسنتر برای پایدار بودن جسم شناور است. زمانی که یک جسم داخل یک سیال قرار می گیرد از طرف سیال به جسم نیرو وارد می‌شود اندازه این نیرو برابر با وزن سیال جا‌به‌جا شده توسط جسم و محل اثر آن مرکز جسم و رو به بالا می‌باشد به نیروی شناوری، نیروی ارشمیدس نیز می‌گویند.
نام شرکت سازنده: (Spain) Edibon
وضعیت دستگاه‌ها: فعال
نام آزمایش: مرکز فشار(نیروی هیدرواستاتیک)
توضیح مختصری از آزمایش:
هدف از این آزمایشتعیین مرکز فشار سطح صاف در حالات مستغرق و نیمه مستغرق در سیال تراکم ناپذیر و مقایسه مرکز فشار تئوری و تجربی است. دریچه ها و تاسیسات مختلف ساخته شده در زیر آب تحت تاثیر نیروی هیدروستاتیک وارد از طرف وزن آب هستند. لذا تعیین مقدار و جهت نیروی اعمالی به دریچه ها لازم و ضروری است. بر این اساس در این آزمایش به مطالعه جهت و محل اثر نیرو بر سطح صاف غوطه ور در سیال می‌پردازیم.
وضعیت دستگاه: فعال
نام آزمایش: مویینگی
توضیح مختصری از آزمایش‌ها:
هدف از این آزمایش تعیین ارتفاع مویینگی در لوله ی های بسیار نازک است. به دلیل کشش سطحی مواد، سیال در یک لوله ای که نازک باشد می تواند بر وزنش غلبه کند و بالاتر از سطح مایع بیرون لوله قرار بگیرد. قطر لوله یکی از پارامتر های مهم است که برای چند ولوه با قطر های مختلف در این آزمایش ارتفاع مویینگی به دست می اید و مقایسه می گردد. هم چنین مقایسه ی تجربی و تئوری ارتفاع مویینگی نیز در این آزمایش حائز اهمیت است.
وضعیت دستگاه: فعال
نام آزمایش: کالیبراسیون گیج فشار
توضیح مختصری از آزمایش‌ها:
هدف از این آزمایش کالیبره کردن فشار سنج و مقایسه ی نمودارهای فشار بارگذاری است. دقت وسیله‌های اندازه گیری به دلایل مختلف به مرور زمان تغییر می‌کند و اندازه گرفته شده توسط آن از اندازه واقعی دور می شود. دستگاه‌های کالیبراسیون مرجع دستگاه های اندازه‌گیری هستند و توسط آن خطای دستگاه های اندازه گیری مشخص می‌شود.
این دستگاه شامل یک گیج فشار، سیلندر و پیستون و وزنه های مختلف جهت بارگذاری می باشد که دانشجو می تواند با بارگذاری بر روی کفه بارگذاری به پیستون فشار ایجاد کند که از گیج خوانده می شود و نمودارهای فشار را رسم نموده و آنها را با یکدیگر مقایسه کند. فشار وارد شده بر یک سطح از نسبت نیروی وارد شده بر سطح مقطع بدست خواهد آمد. از طرفی فشار در یک محفظه ی بسته در تمام نقاط یکسان است.
وضعیت دستگاه: غیرفعال
نام آزمایش: میز هیدرواستاتیک
توضیح مختصری از آزمایش:
هدف از این آزمایش بررسی مشخصه ها و رفتارهای سیال در شرایط هیدرواستاتیک است. به کمک این دستگاه می توان خصوصیات اصلی و رفتار مایعات در شرایط هیدرواستاتیک را با کمک برخی لوازم جانبی در قالب آزمایش های مختلف انجام دهد. علاوه بر چهار آزمایش اولی که نام برده شد(ارتفاع توازن شناوری، مرکز فشار ، مویینگی و کالیبراسیون گیج فشار) آزمایش هایی هم چون اندازه گیری لزجت، اندازه گیری چگالی ، ظروف مرتبطه و بررسی افت ، قانون ارشمیدس و … را می توان با این دستگاه انجام داد.
وضعیت دستگاه: فعال
نام آزمایش: ویسکومتر (Fluid Particle System)
توضیح مختصری از آزمایش:
هدف این آزماش تعیین لزجت یک سیال با رینولدز پایین و به دست آوردن ضریب پسای آن است. اگر سیال رینولدز پایینی داشته باشد، با استفاده از قانون استوکس می توان با استفاده از ویژگی های حرکت یک جسم مانند یک گلوله ( در اینجا سقوط آزاد) در سیال مورد نظر لزجت و در نتیجه ضریب پسا را به دست آورد . بر این اساس در این آزمایش به مطالعه ی تفاوت لزجت اندازه گیری شده ی دو نوع سیال مانند آب و روغن موتور ماشین و هم چنین تاثیر اندازه یا شکل جسم متحرک در سیال بر ضریب پسا در سیال می‌پردازیم.
وضعیت دستگاه: غیرفعال
نام آزمایش: محاسبه عدد رینولدز
توضیح مختصری از آزمایش:
هدف از این آزمایش مشاهده ی رژیم‌های مختلف جریان در لوله‌ها و تعیین عدد رینولدز بحرانی در انتقال الگوهای مختلف جریان به هم است.حالت جریان در لوله ها توسط عدد رینولدز قابل تشخیص است. این عدد بی بعد نسبت نیروهای اینرسی به نیروهای حاصل از لزجت سیال را بیان نموده و نتیجه غلبه‌ی هرکدام از این نیروها بر یکدیگر را نشان می‌دهد. در این آزمایش با ریختن جوهر در جریان حالات آن را بررسی می‌کنند. و عدد رینولدز بحرانی بدست آورده می شود.
وضعیت دستگاه: فعال
نام آزمایش: افت انرژی در اجزای شبکه ی لوله کشی
توضیح مختصری از آزمایش:
هدف از این آزمایش تعیین افت انرژی ناشی از اجزاء یک سیستم لوله‌کشی (مانند زانوئی، شیر فلکه و تغییرات ناگهانی سطح مقطع لوله) و تعیین رابطه بین افت انرژی و شدت جریان می‌باشد. یکی از مسایل هیدرونیک تخمین زدن افت فشار در سیستمهای لوله کشی است . این افت انرژی از مجموع دو گروه افتهای زیر تشکیل شده است . الف ) افت هد به موجب مقاومت ناشی از ویسکوزیته که در طول کلیه لوله های سیستم صورت می پذیرد .
ب ) افت هد به موجب عوامل محلی واقع در سیستم که افت جزیی نام دارد و به علت وجود شیرها ، زانوییها و تغییرات ناگهانی در سطح مقطع صورت می گیرد .
بواسطه تاثیر اجزای مجاور بر روی یکدیگر ، مقدار واقعی افت کلی ممکن است با مقدار تخمین زده که از جمع افتهای یک اجزا بدست آمده ، متفاوت باشد.
وضعیت دستگاه: فعال
نام آزمایش: افت انرژی در طول لوله ی مستقیم
توضیح مختصری از آزمایش:
هدف از انجام این آزمایش اندازه گیری افت فشار در لوله و نشان دادن وابستگی ضریب اصطکاک به نوع جریان است ؛ به طوری که اگر جریان آرام باشد ضریب اصطکاک فقط به Re بستگی دارد و اگر آشفته باشد هم به Re و هم به زبری نسبی سطح بستگی دارد. امروزه حرکت سیال در داخل مجراها به ویژه لوله ها از اهمیت بسیاری برخوردار است . لوله مجرایی است که سطح مقطع آن به شکل دایره است . پدیده اصطکاک که منتج از لزجت سیال است درون لوله باعث افت فشار و انرژی سیال می گردد . پدیده افت فشار در لوله و یافتن ضریب اصطکاک لوله تنها به توجه به نوع جریان قابل تعیین است . رینولدز در آزمایشات خود نشان داد که نوع جریان را با تعیین کمیت بی بعدی به نام عدد رینولدز می توان تعیین کرد .
چنانچه Re>۲۱۰۰ جریان آشفته و چنانچه Re<۲۱۰۰ جریان آرام است . در رابطه ی فوق ویسکوزیته دینامیکی و V سرعت متوسط و D قطر لوله و چگالی سیال است. لذا بر اساس همین اصل سعی می شود که الگو های جریان مختلف با تغییر دادن دبی عبوری مشاهده شود و اثر نوع الگوی جریان بر افت فشار درون مسیر دیده شود.
وضعیت دستگاه: فعال
نام آزمایش: شدت جریان
توضیح مختصری از آزمایش:
هدف این آزمایش آشنایی با روشهای مختلف اندازه گیری شدت جریان و به دست آوردن ضریب تخلیه ونتوری متر، اریفیس متر و مدرج کردن روتامتر است. همچنین تغییرات افت فشار برحسب شدت جریان را برای وسایل اندازه گیری مختلف بررسی می کنیم . اندازه‌گیری جریان یکی از مهم‌ترین جنبه‌های کنترل فرآیند است و در حقیقت رایج‌ترین پارامتر اندازه‌گیری فرآیند می‌باشد. دبی سنج‌ها برای تعیین مقدار سیال عبوری از لوله به کار می‌روند. دبی سنج‌های اختلاف فشاری رایج‌ترین نوع وسایل اندازه‌گیری جریان در صنعت می‌باشند. انتخاب دبی سنج مناسب مستلزم شناخت شرایط عملیاتی فرآیند و نیازمندی‌های عملکرد تجهیزات است. شرایط عملیاتی فرآیندها شامل مواردی چون تخمین دبی حداکثر و حداقل فرآیند، دما و فشار عملکرد و خواص فیزیکی اعم از ویسکوزیته، دانسیته، فرسایش و خوردگی می‌باشند. از معیارهای دیگر انتخاب دبی سنج‌ها در فرآیندها توجه به معیارهایی چون دقت، قابل اعتماد بودن، قیمت خرید، هزینه نصب، هزینه مالکیت، سهولت استعمال، قابلیت اندزه‌گیری دبی مایع، بخار و گاز، محدودیت پذیری، تکرار پذیری، قابلیت نگهداری، حساسیت به لرزش، افت فشار، وجود اندازه‌های مختلف و … می‌باشد. در این آزمایش ما با پنج مدل دبی سنج از جمله ونتوری متر، اوریفیس، نازل، زانویی و روتامتر آشنا می شویم.
وضعیت دستگاه: فعال
نام آزمایش: چشمه و چاه (Laminar Flow Visualization)
توضیح مختصری از آزمایش:
یهدف از این آزمایش به دست آوردن خطوط جریان در یک صفحه ی ترسیم شکل خطوط جریان با حضور چند چشمه و چاه در موقعیت ها ی مکانی مختلف است. مقایسه ی این نتایج با نتایج حاصل از تئوری پتانسیل از اهداف دیگر این آزمایش است. به کمک تزریق جوهر از چند منبع مختلف در جهت جریان آب، خطوط جریانی برای تجسم جریان آرام روی صفحه تشکیل می شود. چشمه و چاه های موجود بر روی صفحه شکل خطوط را تغییر می دهند. بنابراین مواردی از تئوری پتانسیل مانند چشمه و چاه و خطوط جریان به شکل بیضی رانکین وغیره را می توان با این دستگاه مشاهده کرد و آنها را با شکل های حاصل از تئوری مقایسه نمود.
وضعیت دستگاه: فعال
نام آزمایش: قانون برنولی
توضیح مختصری از آزمایش:
هدف از این آزمایش بررسی قانون برنولی است. به کمک یک شیر متصل به سیستم هیدرولیک و پمپ می توان دبی و فشار داخل ونتوری را تغییر داد. به کمک دریچه ها های فشاری(Pressure taps) بر روی نقاط مختلف وتوری می توان درستی قانون برنولی را تحقیق و ازمایش نمود. هم چنین به کمک این دستگاه می توان مقطع دقیق ونتوری را به دست آورد. هم چنین می توان قانون برنولی را در قسمت همگرای ونتوری با قسمت واگرای آن مقایسه کرد.
وضعیت دستگاه: غیرفعال
نام آزمایش: جریان گردابی(Forced & free vortex)
توضیح مختصری از آزمایش:
هدف از این آزمایش مطالعه وضعیت جریان در گردابه ی آزاد و اجباری است. حرکت دورانی سیال حول یک محور را جریان گردابی گویند. به طور کلی جریان های گردابی به دو دسته تقسیم می‌شوند. ۱-دوران‌های اجباری
۲- دوران‌های آزاد
در سازه های هیدرولیکی هنگام آب گیری از مخزن سدها به منظور تولید برق تشکیل گردابه آزاد بر روی ورودی نیروگاه ها و در نتیجه ورود هوا به تونل های آب بر به کاهش راندمان منجر خواهد شد.
وضعیت دستگاه: فعال
نام آزمایش: سرریز ها
توضیح مختصری از آزمایش:
هدف از این آزمایش آشنایی با انواع سرریزها و تعیین دبی عبوری از روی آنها و بررسی ضریب تخلیه است. سرریز ها برمبنای شکل آنها به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند مانند سرریزهای مثلثی، مستطیلی و سرریز لاله ای و …
سرریزها استفاده گوناگونی دارند مانند: کنترل سطح آب و تخلیه حجم اضافی آب، اندازه گیری شدت جریان در کانال های باز
لذا تعیین ضریب تخلیه آنها و عوامل اثرگذار بر این ضریب بسیار مهم و ضروری است.
وضعیت دستگاه: فعال
نام آزمایش: آزمایش کانال باز
توضیح مختصری از آزمایش:
هدف از این آزمایش بررسی معادلات جریان یکنواخت در کانال‌های باز و بررسی پرش هیدرولیکی و همچنین یافتن ضریب تخلیه و نیروهای وارد بر دریچه است. در بسیاری از مسایل مهندسی مثل انتقال آب و امور فاضلاب با حرکت مایعات در مجاری باز سر و کار داریم به طور کلی در تمام مواردی که سطح آزاد مایع تحت فشار محلی ( عموما فشار محیط ) قرار داشته باشد ، مجرا را می توان باز در نظر گرفت . تفاوت اصلی در حرکت مایعات در لوله ها و مجرای باز در آن است که لوله ها تحت فشار موثربر مایع در قسمتهای متفاوت است و می توان با استفاده از اختلاف ارتفاع طبیعی و یا پمپ ، آنرا به میزان دلخواه کنترل کرد . درصورتیکه فشار وارده بر سطح مایع در مجرای باز و در تمام قسمتهای مسیر ثابت می باشد . در واقع عامل اصلی حرکت در مجراهای باز شیب کف بستر و به عبارت بهتر نیروی ثقل است. همچنین برای کنترل و تنظیم دبی جریان ورودی از کانال های اصلی به کانال های فرعی از دریچه ها استفاده می شود. دریچه های مورد استفاده در این زمینه را می توان به سه دسته تقسیم کرد. دریچه های قائم، دریچه های قطاعی و دریچه های استوانه ای
وضعیت دستگاه: غیرفعال
نام آزمایش: جت آب
توضیح مختصری از آزمایش:
هدف از انجام این آزمایش اندازه گرفتن نیروی حاصل از برخورد جت آب با سطوح صاف و نیمکره ای و مقایسه این نیرو با ممنتم جت سیال برخورد کننده می باشد.جت سیال معمولا برای تولید کار مکانیکی مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از تغییر انرژی فشاری سیالات یکی از روش‌هایی است که به کمک آن می‌توان ازحرکت سیال کار مکانیکی تولید کرد. براساس همین دانسته فیزیکی ابداعات کثیری انجام شده که از آن جمله توربینهای آبی و توربین بخار اشاره نمود. که در آنها نیروهای حاصل از مومنتم سیال چرخ توربین را به حرکت در می‌آورند. توربینهای آبی اعم از ضربه ای ای عکس العملی بر اساس همین اصل برخورد جت آب به منظور تحصیل انرژی دورانی ساخته شده اند.
وضعیت دستگاه: فعال
نام آزمایش: کاویتاسیون
توضیح مختصری از آزمایش:
هدف از این آزمایش بررسی اثر کاویتاسیون در مجرای ونتوری و رسم منحنی های افت فشار است.هنگامی که یک مایع در ناحیه‌ای که فشار آن برابر فشار بخار آن مایع است جریان می‌یابد، مایع می‌جوشد و حباب‌های بخار داخل آن ایجاد می‌شود. حباب های بخار همراه سیال حرکت کرده تا به ناحیه‌ای برسند که فشار آن از فشار بخار مایع بیشتر است و به‌طور ناگهانی از بین می روند و دوباره تبدیل به مایع می شوند. این تولید و انهدام اثرات مخربی بر سیستم هیدرولیکی می گذارد. لذا مطالعه در راستای تعیین عوامل موثر بر ایجاد کاویتاسیون و همچنین اثرات بعدی کاویتاسیون بر میدان جریان و سیستم لازم و ضروری است.
وضعیت دستگاه: فعال
نام آزمایش: فن گریز از مرکز
توضیح مختصری از آزمایش:
هدف از این آزمایش بررسی و مطالعه ی فن گریز از مرکز و منحنی های مشخصه و بررسی تاثیرات دور های مختلف روی پارامتر های فن است.دستگاه آزمایش از یک فن گریز از مرکز تشکیل شده است. فن توسط یک موتور با توان مشخص با دور قابل تنظیم به حرکت درمی آید. در ابتدای لوله ورودی فن یک اوریفیس جهت اندازه گیری دبی جریان هوای ورودی تعبیه شده است.یک دریچه برای تنظیم دبی جریان در خروجی فن نصب شده است. فشار نسبی دهنه ی ورودی و خروجی فن و نیز فشار نسبی بعد از اوریفیس توسط مانومترهای روغنی U شکل قابل اندازه گیری است.
با تنظیم دریچه برای چند حالت مختلفدر یک دور پایین، ارتفاع روغن را یادداشت نموده و سپس برای یک دورهای بالاتر نیز این کارها تکرار می شود. سپس با توجه به روابط توان ورودی، توان خروجی ، راندامان و فشار استاتیک بر حسب دبی در هر دور به صورت جداگانه قابل رسم می باشد.
وضعیت دستگاه: فعال
نام آزمایش: ضربه ی قوچ
توضیح مختصری از آزمایش:
هدف از این آزمایش بررسی پدیده ی ضربه ی قوچ برای سیال تراکم ناپذیر داخل لوله و چگونگی استفاده از تانک فشار گیر(لوله ی تعادل یا تانک سرج) جهت کاهش اثرات ضربه ی قوچ است. هرگاه در یک لوله مثلاً به واسطه تغییر بازشدگی یک شیر، تحت شتاب مثبت یا منفی قرار گیرد، افزایش فشار به صورت موج در تمامی سیال موجود در داخل لوله منتشر می شود که به آن ضربه قوچ می گویند.
دستگاه دارای یک تانک آب و دو مسیر جداگانه جریان آب می باشد. در انتهای انشعاب اول یک مخزن ضربه گیر شفاف برای کاهش اثرات ضربه قوچ(لوله ی تعادل یا تانک سرج) قرار گرفته است. در انشعاب دوم، بسته شدن سریع شیر، یک ضربه قوی ایجاد می کند. انرژی جنبشی آب به انرژی فشاری تبدیل می شود.
ضربه آب و نوسانات فشاری بعدی به وسیله سنسورهای فشار دریافت می گردد و اندازه گیری می شوند. دستگاه دارای نرم افزار ویژه ای است که گراف فشار را برای هر دو انشعاب ترسیم می نماید.
وضعیت دستگاه: فعال
نام آزمایش: بررسی عملکرد پمپ ها
توضیح مختصری از آزمایش:
هدف از این آزمایش ررسی عملکرد انواع پمپ و بدست آوردن منحنی مشخصه یک پمپ و تعیین راندمان پمپ است.به طور کلی پمپ به دستگاهی گفته می‌شود که انرﮊی مکانیکی را از یک منبع خارجی اخذ و به سیال مایعی که از آن عبور می‌کند، انتقال می‌دهد. در نتیجه انرﮊی سیال پس از خروج از این دستگاه (پمپ) افزایش می‌یابد. پمپ‌ها دارای انواع مختلفی هستند. دسته‌بندی‌های گوناگون، پمپ‌ها را بر پایه ویژگی‌های گوناگون طبقه‌بندی می‌کنند. در یکی از رایج‌ترین این طبقه‌بندی‌ها، برپایه نحوه انتقال انرژی از پمپ به سیال، پمپ‌ها به دودسته تقسیم می‌شوند
۱ـ پمپ های دینامیکی:که انتقال انرژی ازآنها به سیال به طوردائمی است. پمپ های گریز از مرکز از نوع پمپ های دینامیکی هستند. انواع پمپ های دینامیکی: ۱ . پمپ های گریز از مرکز ۲ . پمپ های محیطی ۳ . پمپ های خاص
۲ـ پمپ های جابجایی مثبت:که انتقال انرژی ازآنها به سیال به صورت متناوب یا پریودیک است. پمپ های پیستونی ( رفت و برگشتی ) از این نوع هستند.
انواع پمپ های جابجایی : ۱ . پمپ های رفت و برگشتی ۲ . پمپ های گردشی
وضعیت دستگاه: فعال
نام آزمایش: توربین پلتون و فرانسیس
توضیح مختصری از آزمایش:
هدف از انجام این آزمایش بررسی و مطالعه دو نوع توربین آبی فرانسیس و پلتون وترسیم و بررسی منحنی های مشخصه آن ها است.در توربین انرژی سیال به کار مکانیکی تبدیل می شود. از انواع توربین آبی می توان به توربین فرانسیس و پلتون اشاره کرد. توربین فرانسیس از جمله توربینهای عکس‌العملی محسوب می‌شود.توربینهای عکس‌العملی به طور کامل در آب قرار می‌گیرند و سیال تمام پیرامون پره‌های چرخ گردان را پر می‌کند.این توربین‌ها برای نیروگاه‌های با ارتفاع و دبی آب جاری متوسط به‌کار می‌روند. در توربین های پلتون انرژی سیال به واسطه برخورد جت آب به پره های توربین و تغییر جهت سیال در روی پره ها و در نتیجه اعمال نیروی مماسی به چرخ توربین تبدیل به کار مکانیکی می شود. بنابراین این نوع توربین ها را توربین ضربه ای می گویند.
وضعیت دستگاه: فعال
نام آزمایش: اندازه گیری لایه مرزی بر روی یک صفحه تخت
توضیح مختصری از آزمایش:
وضعیت دستگاه: فعال
نام آزمایش: آزمایشگاه آیرودینامیک مجازی (ضریب اصطکاک هوا)
توضیح مختصری از آزمایش:
امروزه بهینه سازی دینامیک سیالات اتومبیل ها یک بخش اجباری از پیشرفت خودروها است. هدف از این آزمایش ارائه اصول اولیه برای چنین فرآیندهای فنی است.
در این آزمایش کاربر می تواند مقاومت هوایی و ضریب اصطکاک هوا (مقدار CW) وسایل نقلیه مختلف (اتومبیل اسپرت ، ماشین Offroad ، موتور آتش نشانی) را در یک تونل باد تعیین و مقایسه کند. می توان سرعت جریان هوا و اندازه و مشخصات وسایل نقلیه تحت تأثیر جریان هوا را تغییر داد. در انتها دانشجویان باید بتوانند تأثیر مقاومت هوا در هنگام رانندگی خودرو بر مصرف بنزین را تخمین بزنند.مثلا دانشجویان باید بتوانند اینکه مقدار انرژی لازم برای غلبه بر این مقاومت هوا چقدر است را حساب کند.
نحوه ی انجام آزمایش:
۱- ابتدا از طریق لینک زیر (تصویر) وارد صفحه ی آزمایشگاه مجازی آیرئدینامیک شوید:
۲- قسمت سیستم آزمایش (Setup) وقسمت تئوری(Theory) را به دقت مطالعه نمایید.
۳- در قسمت آزمایشگاه (Laboratory) با زدن دکمه ی start experiment آزمایش را شروع نمایید. تمامی دستگاه های اندازه گیری را با دکمه ی On روشن نمایید. ماشین مورد نظر را انتخاب کرده و دکمه ی positio را بزنید. حالا تونل باد شما آماده برای آزمایش است!
۴- با نوشتن سرعت دلخواه طبق جدول در قسمت Airflow ، عدد مولتی متر که نشان دهنده ی نیروی اصطکاک هوا و عدد سرعت سنج را از روی تصویر خوانده و آن را یادداشت نمایید. این جدول را برای یک اتومبیل دیگر هم تکرار نمایید.
| نوع ماشین | |||||
| F in mN | UA(v) – UA(۰) in Volt | UA in Volt | v۲ in m۲/s۲ | Velocity in m/s | Velocity in km/h |
| ۰ | |||||
| ۵ | |||||
| ۱۰ | |||||
| ۱۵ | |||||
| ۲۰ | |||||
| ۲۵ | |||||
| ۳۰ | |||||
| ۳۵ | |||||
| ۴۰ | |||||
۵- یکی از قسمت های مهم در اندازه گیری های تونل باد کالیبراسیون است. در کالیبراسیون گیج نیروسنج، ولتاژ خوانده شده را به نیروی اصطکاک تبدیل می کنیم. این تبدیل توسط یک نمودار خطی که در زیر می بینید انجام می شود. شیب این سه نمودار برای اتومبیل های مختلف متفاوت است که به صورت زیر است:
Fire brigade truck: ۲۱.۷۷ V/N
BMW X۵: ۴۹.۳۳ V/N
BMW ۶er Coupe: ۴۸.۹۴ V/N
۶- مقدار CW را با استفاده از روابط موجود در قسمت تئوری(Theory) و قسمت تحلیل (Analysis) برای هر سرعت و هر دو اتومبیل ها محاسبه کرده ومقایسه ای بین دو اتومبیل انجام دهید.
۷- به چهار سوال تحلیلی زیر پاسخ دهید:
الف- در آزمایش از چه راه هایی می توان فهمید که جریان هوا در تونل باد برقرار است؟
ب-از نظر کیفی بیان کنیدکه نیروی اصطکاک به چه مقادیری بستگی دارد.
ج- نمودار کالیبراسیون چگونه به دست می آید؟
د- چرا مقدار سرعت مورد نظری که وارد می کنیم و در واقع فن تونل باد تولید می کند با مقداری که سرعت سنج نشان می دهد متفاوت است؟
وضعیت دستگاه: فعال
مسئولین
ارتباط با آزمایشگاه
 |
تلفن: 77240540 (9821+) داخلی: ۲۹۴۱ |
 |
ایمیل: thermofluid.iust@gmail.com |
 |
نشانی : تهران، میدان رسالت، خیابان هنگام، خیابان دانشگاه علم و صنعت ایران، دانشگاه علم و صنعت ایران، بالاتر از دانشکده ی برق و صنایع |