عنوان پایان‌نامه
طراحی و بهینه سازی چرخ فن در سیستم های ربایش سطح ربات های دیوار نورد
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 52106;کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2096
- تاریخ دفاع
- ۱۵ اسفند ۱۳۹۰
- دانشجو
- علی فلاح علمداری
- استاد راهنما
- سیداحمد نوربخش, علیرضا ریاسی
- چکیده
- در این پروژه طراحی سیستم مکنده به سطح ربات دیوارنورد با استفاده از محفظه ورتکس مورد مطالعه قرار گرفته است. در این راستا، مدل محفظه ورتکس طراحی شده در اندازه کوچک بطور عددی شبیه سازی و الگوی جریان شامل کانتورهای فشار و سرعت استخراج شده است. عدم وابستگی حل عددی به مش تولید شده تحقیق شده است. در ادامه نتایج مدل سازی عددی با داده های آزمایشگاهی موجود مقایسه شده که بیانگر تطابق خوبی بین نتایج عددی و آزمایشگاهی می¬باشد. تاثیر پارامترهای مختلف هندسی مانند تعداد نازل، طول دیفیوزر، ارتفاع محفظه و شعاع محفظه بر الگوی جریان مطالعه شده است. در ادامه بر اساس داده¬های یک ربات واقعی موجود شامل اندازه و وزن، محفظه جدید طراحی شده است. دو نمونه وزن برای حالت کمینه و بیشنه وزن ربات در نظر گرفته شده تا بازه قابل قبولی از طراحی‌های مختلف از لحاظ وزن قابل تحمل ربات بدست آید. در مرحله بعد با استفاده از شرایط ورودی محفظه و با استفاده از داده های تئوریک و چند مرحله آزمون و خطا طراحی چرخ فن با پره پیشرو انجام شده است. خروجی فن طراحی شده با استفاده از تغییر زاویه خروجی پره بهینه شده است و نقطه کار فن با توجه به منحنی عملکردی فن و مقاومت مسیر بدست آمده است. در انتها رفتار دینامیکی کل سیستم از نقطه نظر پایداری بروی دیوار عمودی و شیب معکوس بررسی شده است.
- Abstract
- In this thesis, adhesion system of wall climbing robot with vortex cup has been designed and numerically investigated. To this end, a small scale model of vortex cup is designed and the flow pattern including the pressure and velocity contours are extracted using CFD analysis. Regarding the code verification, Mesh independency is investigated and for code validation, the obtained numerical results have been compared with the available experimental data and shows to have good agreement together. The effect of different parameters such as number of nozzles, diffuser length, and cup height and cup radius on the flow pattern is studied. According to the numerical results, a new cup is designed based on the actual data of a robot including general size and weight. Two different weights for the case of maximum and minimum weights have been considered to achieve the acceptable range of the robot weight. In the next step, a fan with the forward blade has been designed based on the cup conditions and requirements. The fan performance has been optimized with changing the discharge blade angle. The operating point of the fan has been determined considering the performance and system resistance curves. Finally, dynamic properties of the whole system with respect to stability on vertical wall and inverted slope are investigated.
