یکی از مخازنی که به وفور مورد استفاده قرار میگیریند مخازن گاز فشرده میباشند. در این پروژه ما قصد داریم به انالیز استاتیکی و دینامیکی پایه هایی از مخازنی که در ارتفاع نصب میشوند بپردازیم و نیز علاوه بر این قصد داریم مشخصات از مخازن را در ارتفاع داده و برای شرایط زلزله و طوفان بهینه سازی نماییم.

بدین منظور ابتدا هر دو مدل رایج پایه های مخازن فشرده گاز برای مقایسه و بهینه سازی را در شرایط طوفان و زلزله در نظر میگیریم . همچنین برای زلزله نیز از یکی از نمونه های زلزله واقعی که در اقیانوس هند در سال 2004 میلادی رخ داده بهره میجوییم و با استفاده از نمودارهای لرزه نگاری مربوط به این زلزله نیروهای وارده بر هر یک از پایه ها را محاسبه مینماییم . ضمنا سرعت طوفان را نیز با فرض حدود صد و سی کیلومتر بر ساعت محاسبه نموده و با استفاده از فرمول های کتاب سیالات فاکس نیروی درگ وارده بر مخزن و پایه ها را محاسبه مینماییم. علاوه بر این بار ثقلی مخزن که شامل وزن سیال داخل مخزن، وزن پوسته مخزن و وزن اسکلت نگهدارنده مخزن میباشد را و همچنین بار مرده ی مخزن را که بار برفی که روی سطح فوقانی مخزن قرار میگیرد را در نظر میگیریم. سپس با استفاده از نرم افزار انسیس و انجام عمل مش بندی و آنالیز تنش ،‌ تنش وارده بر هر یک از المان ها و نود های ( گره ، nod ) موجود برای هر دو مدل میپردازیم. و بر این اساس و با کمک نرم افزار انسیس مدل برتر را در شرایط بارگذاری یکسان شناسایی میکنیم . سپس با استفاده از نرم افزار انسیس ورک بنچ ( Ansys workbench ) به بهینه‌سازی مدل مربوطه با دیدگاه اقتصادی میپردازیم. و بدین ترتیب که حداقل قطر استاندارد پایه ها را در شرایط بارگذاری مدل شده در حالت بهینه بدست میاوریم .

فهرست مطالب

چکیده 1

مقدمه 2

فصل اول : کلیات

1-1 کلیات طراحی مخازن تحت فشار 4

1-2 مواد مورد استفاده در ساخت مخازن 4

1-3 جرم مخازن 5

1-4 بررسی تنش در دیواره های مخزن 5

1-5 نکاتی در رابطه با نرم افزار Ansys 5

فصل دوم : تحلیل پایه های مخازن

2-1 پایه های مخازن 7

2-2 شرایط پیش فرض 8

2-3 استاندارد لوله های مانسمان 10

2-4 بارگذاری ثقلی مرده 11

2-5 بار برف 11

2-6 بارگذاری زلزله 11

2-7 بارگذاری طوفان 14

فصل سوم : آنالیز نیرویی با نرم افزار قدرتمند ansys classic

3-1 مشخصات سیستم مورد استفاده 18

3-2 تحلیل پایه های مدل ساده ( مدل اول ) 20

3-3 مقادیر Axial stress در المان های پایه ها 31

3-4 مقادیر تنش های خمشی و برشی در المان های پایه ها 33

3-5 مقادیر تنش های پیچشی درالمان های پایه ها 35

3-6 تحلیل مدل دوم پایه مخازن 37

3-7 مقادیر Axial stress در المان های پایه ها 46

3-8 مقادیر تنش های خمشی و برشی در المان های پایه ها 48

3-9 مقادیر تنش های پیچشی در المان های پایه ها 50

3-10 مقایسه بین دو مدل 52

3-11 نتیجه گیری 58

فصل چهارم : بهینه سازی

4-1 فرضیات 59

4-2 محاسبات نرم افزاری بهینه سازی 62

4-2 محاسبات نرم افزار Ansys work bench 67

4-3 جواب های نرم افزار Ansys work bench 68

نتیجه گیری 106

منابع و ماخذ

فهرست منابع فارسی 107

فهرست منابع لاتین 108

سایت های اطلاع رسانی 109

فهرست اشکال

2-1پایه مخازن – مدل ساده 7

2-2 پایه مخازن – مدل V شکل 7

2-3 شناسایی نوع جریان با توجه به عدد رینولدز ( جریان شناسی ) 16

2-4 محاسبه ضریب درگ با استفاده از عدد رینولدز 17

3-1 مشخصات المان و راستاهای اصلی 19

3-2 المان ها و گره های مشخص شده برای نرم افزار در مدل اول ( مدل ساده ) 20

3-3 وارد کردن مقادیر نیرو به نرم افزار 21

3-4 نتایج Translation المان های پایه ها در راستاهای X,Y,Z 25

3-5 نتایج Rotation المان های پایه ها در راستاهای X,Y,Z 28

3-6 المان ها و گره های مشخص شده برای نرم افزار در مدل دوم 38

3-7 نتایج Translation المان های پایه ها در راستاهای X,Y,Z 40

3-8 نتایج Rotation المان های پایه ها در راستاهای X,Y,Z 43

3-9 مقایسه Translation بین مدل اول و دوم 54

3-10 مقایسه Rotation بین مدل اول و دوم 55

4-1 نمودار جرم بر حسب تکرار 64

4-2 نمودار قطر بر حسب تکرار 65

4-3 نمودار ضخامت بر حسب تکرار 66

هم اکنون تلاش زیادی برای توسعه مواد مغناطیس-گرمایی، که مبرد های یخچال های مغناطیسی هستند در بخش پژوهش در حال انجام است. این امر منجر به توسعه مداوم مواد جدید با عملکرد بهتر و تغییرات آنتروپی بالاتر، تغییرات دمای آدیاباتیک بالاتر و هیسترزیس پایین تر شده است. تمامی این فعالیت ها منجر به بالا رفتن پتانسیل این فناوری در بازار تبرید شده است. بازار های دیگری نیز در زمینه تهویه مطبوع، فراوری غذا، اتومبیل سازی، پزشکی و حتی گرمایش وجود دارند. با وجود اینکه این فناوری تا به حال برای دماهای بسیار پایین به کار می رفته است ولی همانطور که گفته شد در آینده نزدیک کاربرد آن در دماهای نزدیک به محیط نیز بسیار مورد توجه قرار خواهد گرفت به همین ترتیب در این مقاله محوریت با دماهای نزدیک به محیط است.

فهرست مطالب

چکیده1

مقدمه2

فصل اول فصل اول – معرفی سیکل تبرید مغناطیسی5

تاریخچه6

مبانی تبرید9

مبانی مغناطیس11

اثر مغناطیس-گرمایی17

فصل دوم – فاکتورهای مهم در طراحی سیکل تبرید مغناطیسی22

معرفی مواد مغناطیس-گرمایی23

منگانیت ها28

گادولینیوم47

تحلیل ترمودینامیکی سیکل تبرید مغناطیسی50

سیکل برایتون67

سیکل اریکسون69

سیکل کار�%