طراحی و آنالیز نیرویی یک هاضم با هم زن توربینی منحنی به روش ریاضی و المان محدود با نرم افزار آباکوس

در این پژوهش با استفاده از روابط ریاضی و نرم افزار آباکوس به طراحی و تحلیل یک هاضم هم زن دار از نوع توربینی با تیغه های کاملا منحنی براساس میزان گاز تولیدی برای یک روستای ۲۵۰ خانواری با جمعیت تقریبی ۱۰۰۰ نفر پرداخته شد. قطر هم زن، قطر مخزن تخمیر و طول شفت به ترتیب ۳۸‎/۱، ۳، ۳۸۵‎/۲ متر، چگالی فولاد استفاده شده در ساخت هم زن kg/m۳۸۰۰۰، چگالی مایع kg/m۳ ۱۰۰۰ و سرعت دورانی آن rev/s ۲۵/ ۰ انتخاب شدند. توان موتور محاسبه شده برای چرخاندن هم زن با درنظر گرفتن ضریب اطمینان ۵‎/۱ برابر ۳۹‎/۰ کیلووات و گشتاور موتور Nm ۲۵۰ به دست آمد. پره های هم زن از دو بخش تیغه مستطیل شکل و بازوی T شکل درنظر گرفته شد و ابعاد محاسبه شده برای آن ها براساس نیروی معادل وارد بر تیغه (۷۸ نیوتن) و ممان وارده (Nm ۴۶) به ترتیب به صورت ۳۲۰×۲۷۶×۴ و ۱۸×۹۰× (۳۲۰+۲۰) میلی متر به دست آمد. لنگر خمشی معادل روی شفت به وسیله قاعده ون مایزز Nm۳‎/۱۴۱۴ به دست آمد و قطر شفت محرک هم زن ۶۰ میلی متر محاسبه شد. طرح سه بعدی از هم زن آب نرم افزار کتیا ترسیم و در آباکوس تحلیل نیرویی شد. نتایج نرم افزار نشان داد که با وجود اینکه تنش در بازو نسبت به سایر بخش های هم زن بیشتر است اما از مقدار تنش بحرانی انتخاب شده برای قطعات هم زن کمتر است و با چنین ابعاد و سیالی هم زن به هیچ وجه دچار مشکل نخواهد شد.

Keywords:

تحلیل استاتیکی , طراحی , نرم افزار آباکوس , نیرو , ابعاد هم زن , هاضم هم زن دار