معرفی و بررسی موتور پالس جت

ورق استیل 321 در ترکیب شیمیایی خود حاوی مقادیر مشخصی تیتانیوم است و تحت نام ورق استیل ضد سایش نیز شناخته می شود.

مقدمه

موتور پالس جت نوعی موتور جت است که فرآیند احتراق در آن به شکل پله ای یا همان پالسی اتفاق می افتد. این موتور فاقد کمپرسور و همراه با جریانی ناپایدار می باشد و با توجه به اینکه در مراحل ساخت آن پیچیدگی های زیادی وجود ندارد، می توان به راحتی و با ساده ترین ابزارها آن را تولید نمود. موتور پالس جت مثل لوله ای است که دو طرف آن باز بوده و سوخت از یک طرف وارد می شود و پس از اشتعال و انفجار، از سمت دیگر خارج می گردد. در ادامه ی این مقاله به معرفی و بررسی ویژگی های موتورهای پالس جت پرداخته می شود.

موتور پالس جت

این وسیله، موتوری با جریان ناپایدار می باشد و در آن هیچ پیش تراکمی برای چاشنی شکل نمی گیرد. از نقطه نظر علم مکانیک، این موتور بسیار ساده بوده و متشکل از یک پخش کننده با ورودی کوتاه، چندین سوپاپ یک طرفه، محفظه احتراق و لوله های ونتوری شکل می باشد. یک سیستم تزریق سوخت در ناحیه ی تحتانی سوپاپ ها تعبیه شده است. هوای ورودی به موتور با عبور از سوپاپ ها با پخش کننده های سوخت ترکیب شده و مخلوطِ بدست آمده مشتعل می گردد. در نتیجه ی افزایش فشار ناشی از انفجار، سوپاپ های جریان ورودی بسته شده و گازهای حاصله از طریق لوله اگزوز خارج می شوند. خروج این گازها موج هایی انبساطی تولید می کنند که موجب اُفت فشار در پشت سوپاپ های یک طرفه می شود و این چرخه بار دیگر تکرار می گردد. گازهای داغ تولید شده از سیکل های قبلی تنها با یک جرقه موجب اشتعال چاشنی انفجاری می شوند، بنابراین به غیر از زمان شروع کار موتور پالس جت، نیازی به جرقه نخواهد بود. انواع سوپاپ دار، معمول ترین مدل های این موتور ها هستند، با این حال انواع فاقد سوپاپ نیز وجود دارد.

 

کاربرد ورق استیل

 

موتور پالس جت بدون سوپاپ

موتورهای پالس جت فاقد سوپاپ، از یک محفظه با دو بخش لوله با قطرها و طول های متفاوت تشکیل می شود. لوله ورودی ظاهری خمیده دارد و ناحیه دیگر لوله اگزوز یا خروجی گاز را تشکیل می دهند. در برخی موتورهای فاقد سوپاپ، لوله اگزوز به شکل خمیده می باشد. پس از انفجار مخلوط هوا و سوخت در محفظه احتراق، فشار داخلی به سرعت افزایش می یابد. این فشار باعث انبساط و خروج گاز با سرعت بالا می شود. در نتیجه ی خروج گاز داغ، رانش ایجاد گردد. با توجه به وجود اینرسی، انبساط حتی پس از کاهش فشار و رسیدن به فشار اتمسفری ادامه پیدا می کند. در پایین ترین نقطه، خلاء جزئی در محفظه اتفاق می افتد و تکانه ی گاز منبسط شده به صفر می رسد و انبساط متوقف می گردد. این فرآیند به طور اتوماتیک معکوس می شود و هوای تازه از دو بخش به درون محفظه ی خلاء وارد می شود. در قسمت ورودی هوا به سرعت در میان لوله ها عبور کرده و با وارد شدن به محفظه ی احتراق، با سوخت ترکیب می گردد. اما لوله خروجی نسبت به لوله ورودی طول بیشتری دارد، در نتیجه زمان بیشتری طول می کشد تا به محفظه احتراق برسد. یکی از دلایل طول بیشتر این است که هنگام شروع مکش، بخشی از گازهای داخل در قسمت داخلی باقی بماند. گازهای باقیمانده در این مرحله درون محفظه رانده شده و با مخلوط هوا و سوخت جدید ترکیب می گردد. گرما و رادیکال های آزاد موجود در گاز موجب شعله ور شدن و تکرار فرآیندهای قبل خواهد شد.

مزایای موتور پالس جت

یکی از نقاط قوت موتور پالس جت که شاید به چشم نیاید، سادگی آن می باشد، زیرا ساخت آن به ویژه در مدل های بدون سوپاپ بسیار ساده است و از سیستم پیشران بسیار کوچک اما با صدایی زیاد برخوردار است. علاوه بر این، از انواع بدون سوپاپ و گرمای تولید شده آن در سیستم های گرمایش مرکزی یا همان موتورخانه ها نیز استفاده می شود. این موضوع باعث کاهش قابل توجه هزینه می گردد. موتور پالس جت تنها موتوری است که افزایش فشار آن بین ورودی و خروجی خالص است. سایر موتورها باید بیشترین فشار را در انتهای بخش ورودی ایجاد کنند. در نتیجه، کاهش فشار رخ خواهد داد و این موضوع مانع از ورود گازهای داغ به ناحیه ورودی خواهد شد و بنابراین گازها فقط به سمت خروجی حرکت می کنند.

محدودیت های موتور پالس جت

یکی از مشکلات این موتورها این است که نباید انتظار بازدهی بالا از آنها داشت. موتور پالس جت معمولاً به عنوان یک موتور مستقل بکار برده نمی شود و از آن به عنوان محفظه احتراق موتورهای توربینی استفاده می شود. عملکرد مناسب توربین نیازمند به جریانی پایدار می باشد و ناپایداری این موتورها سبب می شود تا مشکلاتی برای تیغه توربین ها ایجاد گردد. علاوه بر این ها، مصرف سوخت آنها نیز زیاد است و لرزش و صداری بسیار زیادی را نیز به دنبال دارند. همچنین این موتور به دلیل تولید گرمای زیاد به موادی مقاوم به حرارت نیاز دارند.

 

کاربرد ورق استیل در موتور هوایی

 

مواد ساخت موتورهای پالس جت

در بحث مواد ساخت موتورهای پالس جت، یکی از گزینه هایی که همواره ممکن است مدنظر قرار گیرد، فولادهای ضد زنگ می باشد. با توجه به شرایط حاکم، از جمله انتخاب های موجود، ورق استیل 321 (ورق استیل ضد سایش) می باشد. این آلیاژ با توجه به ویژگی های که دارد، به خوبی می تواند الزامات مرتبط با این وسیله را برآورده کند. ورق استیل 321 در ترکیب شیمیایی خود حاوی مقادیر مشخصی تیتانیوم است و تحت نام ورق استیل ضد سایش نیز شناخته می شود. وجود تیتانیوم بر ویژگی هایی چون مقاومت به حرارت نیز تاثیر مثبتی خواهد داشت. در چنین کاربردهایی معمولاً قیمت ورق استیل 321 مورد استفاده در ساخت قطعات موتورهای پالس جت بعید است در اولویت باشد، زیرا در صورت قبولی در تست های کنترل کیفیت، هزینه آخرین چیزی است که اهمیت خواهد داشت.
 


ارسال نظر درباره این موضوع


آخرین مطالب