بررسی عددی نیروی مقاوم بر تیغه متحرک روبنده سیال بینگهام بر روی سطح افقی
نویسندگان
1 دانشیار، گروه تبدیل و سیستم های انرژی، دانشکده مواد و مکانیک، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران
doi
10.22034/jmeut.2025.65168.3503چکیده
در این پژوهش، نیروی پسای وارد بر تیغهی روبندهی سیال غیرنیوتنی بینگهام بررسی میشود. بسیاری از مواد پیرامون ما مانند انواع خاکها، گلولای، رسوبات، خمیرهای غذایی و پلیمرها رفتار رئولوژیکی مشابه سیالات بینگهام دارند. برای به حرکت درآوردن این سیالات باید ابتدا بر تنش تسلیم آنها غلبه کرد، ازاینرو استفاده از عامل صلب خارجی مانند تیغه، یکی از مؤثرترین روشهای جابهجایی آنهاست. در این تحقیق، با بهرهگیری از روش هیدرودینامیک ذرات هموار تراکمناپذیر (ISPH)، جریان سیال بینگهام تحت اثر حرکت افقی اجباری تیغهی قائم شبیهسازی شده و نیروی وارد بر تیغه برای سیالاتی با مقادیر مختلف تنش تسلیم و لزجت پلاستیک محاسبه میگردد. معادلات بقای جرم و ممنتوم برای سیال بینگهام بهصورت منفصل و با الگوریتم پیشبین-مصحح حل شدهاند. همچنین اثر ارتفاع اولیه سیال بر مقاومت در برابر حرکت تیغه بررسی میشود. نتایج نشان میدهد نیروی پسا تابعی از تنش تسلیم، لزجت پلاستیک و ارتفاع سیال در برابر تیغه است و افزایش هر یک از این پارامترها موجب افزایش نیروی پسا میگردد. شدت و سهم هر پارامتر در افزایش نیرو در ادامه تحلیل میشود.
