طراحی بهینه سیستم کنترل دمای ماهواره با انتخاب مناسب پوششهای حرارتی
دوره 2، شماره 2، تابستان 1402، صفحه 34-54
کرامت ملک زاده فرد، علیرضا پورموید، حمید اکبربیگلو، محمدعلی رنجبر
چکیده هدف اصلی از طراحی سیستم کنترل دمای یک ماهواره، تامین دمای مطلوب برای کارکرد صحیح قطعات و مجموعه ماهواره میباشد. با توجه به اینکه ماهواره شرایط سرد و گرم شدیدی در طول ماموریت خود تجربه میکند، انتخاب مواد و پوششهای سطحی برای آن مشکل میشود. طراحی صورت گرفته برای مقابله با شرایط گرم، سبب افزایش توان لازم برای گرم نگه داشتن ماهواره در شرایط سرد شده و این در حالی است که تامین توان گرمایشی مورد نیاز در شرایط سرد برای ماهواره یکی از دغدغه های مهم طراحان میباشد. با توجه به محدودیت-های موجود در سیستمهای فضایی در زمینه تامین انرژی، این توان باید بهینه و در حداقل مقدار ممکن باشد. در این مقاله ابتدا روند طراحی سیستم کنترل دما با استفاده از یک نمونه ماهواره شرح داده میشود و در ادامه با استفاده از انتخاب مناسب پوششهای حرارتی از بین پنج پوشش حرارتی که در اختیار طراح قرار دارد، طراحی بهینه صورت میگیرد. در بهینه سازی از روش برنامهریزی خطی استفاده شده و هدف از بهینه کردن نیز کاهش مقدار توان مصرفی گرمکن در شرایط سرد میباشد. نتایج حاصل از شبیهسازی نشان میدهد که دمای ماهواره در شرایط گرم و سرد در محدوده مجاز دمایی قرار میگیرد و با استفاده از این روش، کاهش قابل توجهی در مقدار توان مصرفی گرمکن ایجاد میشود.
سنتز و مشخصهیابی پوششهای نانو کامپوزیت پلی یورتانی بر پایه گرافن و پلیالگیاهی جهت محافظت خوردگی توپ ضدهوایی
دوره 1، شماره 4، زمستان 1401، صفحه 68-85
محمد علی رنجبر، علیرضا پورموید
چکیده حفظ آمادگی تجهیزات پدافند هوایی عامل به عنوان یکی از مهمترین بازوهای نیروهای مسلح کشور، امری اجتناب ناپذیر است. تسلیحات پدافندی (به خصوص توپ های ضد هوایی) نیازمند آمادگی کامل به منظور اجرای آتش در کسری از ثانیه هستند. در کشور ایران، به دلیل استقرار این تجهیزات در مناطق با رطوبت بالا (مانند نواحی ساحلی خلیج فارس)، لزوم حفاظت خوردگی ضروری میباشد. به همین منظور، تولید پوشش محافظ پلی یورتان/ گرافن بر روی فولاد شبیه سازی شده از بدنه توپهای متداول پدافند عامل کشور (23 و 35 میلی متری) بررسی شد و در این راستا سه نوع پلی ال با پایه گیاهی (روغن کرچک) سنتز گردیدند. همچنین از اکسید گرافن، گرافن متخلخل و گرافن متخلخل آمینی به عنوان نانوفیلرهای پوشش استفاده شد. هدف از آمیندار کردن و ایجاد تخلخل در گرافن، افزایش سازگاری و سطح تماس آن با پلییورتان بود. پارامترهایی که به عنوان متغیر در آزمایشات مورد مطالعه قرار گرفتند عبارتند از نوع پلیال، نوع و مقدار نانو ذره اعمالی به سیستم. پس از سنتز نمونهها، بر روی آنها آزمونهای حرارتی، چسبندگی، استحکام کششی و غوطهوری آب نمک انجام و از میکروسکوپ الکترونی روبشی (FE-SEM) برای مطالعه سطوح و پراکنش ذرات بهره گرفته شد. در نهایت، مشخص شد نانوکامپوزیت سنتز شده از پلی ال نیمه سخت به همراه گرافن متخلخل آمینی خواص مطلوبتری نسبت به سایر نمونهها دارد و میتواند از بدنه توپهای ضد هوایی در برابر محیطهای خورنده با رطوبت بالا، محافظت مناسبی انجام دهد.
حل تحلیلی انتقال حرارت دوبعدی پایا در پانل ساندویچی استوانهای
دوره 1، شماره 3، پاییز 1401، صفحه 42-65
علیرضا پورموید، محمدعلی رنجبر، محمدرضا معصومی گودرزی
چکیده در مطالعه حاضر یک حل تحلیلی دقیق برای انتقال حرارت دوبعدی پایا در ساندویچ پانل استوانهای ساختهشده از گرافیت اپوکسی و فوم پلی یورتان ارائه شده است. ساندویچ پانل در نظر گرفتهشده از نوع استوانهای بوده که در طراحی موشکهای زمین به هوا، بسیار پرکاربرد میباشد. انتقال حرارت متقارن محوری در جهت طولی و شعاعی ارائه شده است. یافتن کلیترین حل ممکن بر مبنای شرایط مرزی پیچیده و مطالعات پارامتری، از جنبههای نوآوری مطالعه حاضر است. برای یافتن کلیترین حل از دو نرمافزار مطلب و آباکوس استفاده شده که برای این منظور ابتدا استوانه بهصورت پایا در نرمافزار آباکوس تحلیل و سپس با استفاده از فرمولهای تئوری اشتروم-لیوویل و تبدیل فوریه انتقال حرارت در نرمافزار مطلب بررسی گردیده و نتایج با هم مقایسه میشود. در انتها توزیع درجه حرارت برای هر لایه کامپوزیتی با زاویه الیاف دلخواه بین توزیع درجه حرارت برای زوایای صفر و 90 ارائه شده است.