طراحی، مدل سازی و ساخت محفظه جدید شستشوی پیوسته فراصوتی با استفاده از تحلیل هارمونیک

امروزه استفاده از فناوری های نوین در شستشوی قطعات به دلیل مشکلات روش های شستشوی سنتی مانند کیفیت پایین شستشو، عدم تکرار پذیری، ایمنی کم، خوردگی تجهیزات، سرعت پایین و مشکلات زیست محیطی مورد توجه صنایع مختلف قرار گرفته است. استفاده از فرایند شستشو با امواج فراصوتی یکی از روش های نوین شستشوی قطعات به صورت ایمن، سریع، با کیفیت و سازگار با محیط زیست است. لذا بهینه سازی و توسعه این فرایند شستشوی توسط محققین ضرورت پیدا کرده است. هدف از این پژوهش طراحی، مدل سازی و معرفی یک سیستم جدید شستشوی بهینه و پیوسته فراصوتی جهت بهبود کیفیت شستشو با استفاده از امواج فراصوتی است. در این تحقیق شبیه سازی با استفاده از روش عددی اجزاء محدود و با انجام تحلیل های مودال، هارمونیک و تحلیل گذرا دینامیک سیال محاسباتی در نرم افزار اجزا محدود ANSYS ۱۵ انجام شده است. در این مقاله پس از به دست آوردن فرکانس های طبیعی و شکل مودهای نوسانی با اعمال تحریک هارمونیک، مقدار جابه جایی نقاط مختلف مشخص می شود؛ سپس با اعمال این جابه جایی به سیال، میدان فشار ایجاد شده در سیال داخل محفظه شبیه سازی و محدوده اثر بخشی شستشو با مقایسه فشار آکوستیک ایجاد شده مشخص شده است. مخزن شستشوی فراصوتی مدل سازی شده با ۹ عدد مبدل نوسانات مافوق صوت با فرکانس تشدید ۵/۲۶ کیلوهرتز و توان ۱۰۰ وات با چیدمان مارپیچ ساخته و مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج به دست آمده عملکرد مناسب سیستم شستشوی طراحی و ساخته شده را نشان می دهد؛ همچنین نتایج به دست آمده بیان می کند که شبیه سازی با روش اجزا محدود قابل اعتماد و روش مناسبی برای طراحی و بهینه سازی مخزن های شستشوی فراصوتی می باشد.

Keywords:

شستشوی فراصوتی , مدل سازی , کاویتاسیون , شستشوی پیوسته , تحلیل هارمونیک