وتشكل المثبِّطات، باعتبارها عناصر وصل رئيسية في المعدات الميكانيكية والهياكل، عنصرا أساسيا لاستقرار الأداء من أجل التشغيل السليم للمعدات وأمنها. ومع تطور التكنولوجيا، تزداد متطلبات الأداء بالنسبة للصفائح دات، بما في ذلك خصائص المقاومة المائية. ومن المهم فهم خصائص المقاومة المائية للضاغط في ظروف مختلفة، وكيفية الحد من المقاومة. سيتم بحث خصائص المقاومة المائية لضادات استناداً إلى حساب ديناميات الموائع.
التحليل النظري
وترتبط خصائص المقاومة المائية للكتلة الصلبة بعوامل مثل المواد والشكل والكتلة السطحية. وتؤثر الخصائص الفيزيائية لمختلف المواد، مثل الكثافة وكمية النمذجة المرنة، وبواسونبي، على خصائص المقاومة. ومن حيث الشكل، فإن الأشكال الحادة تولد عادة مقاومة أكبر في الموائع، في حين أن الأشكال الأكثر سطوة تولد مقاومة أقل. وعلاوة على ذلك، فإن لنوعية السطح تأثير على خصائص المقاومة المائية للكتلة الصلبة، التي يمكن أن تكون سلاسة السطوح مفيدة في الحد من المقاومة.
التصميم التجريبي وتجهيز البيانات
وللحصول على خصائص مقاومة السوائل لمادة صلبة في ظروف العمل الفعلية، يلزم وضع نموذج CFD لمادة صلبة وإجراء قياسات تجريبية. أولاً، يتم استخدام الماسحات الضوئية الثلاثية الأبعاد للحصول على الشكل والحجم الفعليين لمادة صلبة كنموذج في برمجيات CFD. وبعد ذلك يتم وضع البارامترات المادية للسائل، وشروط التدفق، وما إلى ذلك، ويتم المحاكاة بواسطة برامجية CFD للحصول على مقاومة لمادة صلبة عند سرعة تدفق مختلفة.
وتشمل المعالجة التجريبية للبيانات إعادة المعالجة والتحليل الإحصائي لنتائج المحاكاة. رصد حركة السوائل وتوزيع المقاومة من خلال عرض نتائج المحاكاة. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن حساب قيم حجم المقاومة وعلاقتها بالتدفق.
النتائج والمناقشات
ويمكن استخلاص النتائج التالية من خلال إعادة المعالجة والتحليل الإحصائي لنتائج المحاكاة:
تؤثر أشكال التثبيت تأثيراً كبيراً على خصائص المقاومة المائية. وعموما، تولد الأشكال الحادة مقاومة أكبر في الموائع، في حين تولد الأشكال الأكثر سطوة مقاومة أقل. وعند تصميم التثبيت، ينبغي إيلاء الاعتبار الواجب لتأثير الشكل على المقاومة من أجل تقليل المقاومة.
ولكتلة السطح تأثير على خصائص المقاومة المائية للعازل. أما المثبِّطات الملساء السطحي فتتولد مقاومة أقل في السوائل، مما يمكن أن يحسن نوعية السطح ويقلل من المقاومة من خلال تلميع السطح المثبِّط أو معالجة الطلاء، وما إلى ذلك.
كما أن تأثير المواد المثبتة على خصائص المقاومة في الموائع أكثر بروزاً. فعلى سبيل المثال، توجد مقاومة كبيرة نسبيا في الموائع بالنسبة لصلدات المواد العالية الكثافة، مثل الصلب الصلب عالي الكثافة وسبائك التيتانيوم، في حين أن مقاومة ضئيلة نسبيا في الموائع بالنسبة لثنيات المواد الخفيفة مثل سبائك الألومنيوم. وعند اختيار المواد المثبتة، تؤخذ في الاعتبار الخصائص الميكانيكية وخواص المقاومة المائية للمواد استناداً إلى ظروف العمل الفعلية.
ولسرعة التدفق تأثير كبير على خصائص المقاومة المائية للضاغط. ومع زيادة سرعة التدفق، تتزايد مقاومة المثلجات. ومن شأن ذلك أن يقلل من المقاومة عن طريق تحسين التصميم الهيكلي واختيار خيارات المعالجة السطحية المناسبة، وما إلى ذلك.
وبالمقارنة مع الدراسات السابقة، فإن النموذج والمنهجيات CFD التي تم وضعها في هذا التقرير يمكن أن تحاكي بقدر أكبر خصائص المقاومة المائية للضاغط، وتوفر أفكارا ومنهجيات جديدة لتصميم التثبيت وتحسينه على الوجه الأمثل. وفي الوقت نفسه، تشير الاختلافات بين نتائج هذه الدراسة ونتائج الدراسات السابقة إلى أن شروط تصميم واستخدام الصلدات تؤثر تأثيراً كبيراً على خصائصها المقاومة المائية، وينبغي أخذها في الاعتبار على النحو الواجب.
تم بحث خصائص المقاومة المائية لضاغط استناداً إلى حساب ديناميات الموائع، وتم الحصول على خواص المقاومة المائية وعوامل التأثير للعناصر الصلبة في ظروف مختلفة. وتوفر النماذج والمنهجيات الخاصة بمركبات الكربون الكلورية فلورية التي تم وضعها في هذا التقرير، والتي يمكن أن تحاكي بقدر أكبر خصائص المقاومة المائية لضاغط، أفكاراً ومنهجيات جديدة للتصميم والاستخدام الأمثل. وفي الوقت نفسه، تشير نتائج هذه الدراسة إلى أن شروط تصميم واستخدام المثبِّطات تؤثر تأثيراً كبيراً على خصائصها المقاومة المائية وينبغي أن تؤخذ في الاعتبار على النحو الواجب.
ومع ذلك، لا تزال هناك بعض القيود في هذا البحث. أولاً، لم يتم إجراء البحوث أثناء التجربة إلا على مواصفات ونوع واحد من التثبيت، ويمكن إجراء المزيد من الدراسات المتعمقة في المستقبل بشأن أنواع وأنواع أخرى من التثبيت بغية أجل تحسين التواؤم العام لاستنتاجات الدراسة. ثانياً، لا يأخذ نموذج مركب الكربون الهيدروكلوري فلوري (CFD) الذي تم إنشاؤه في الاعتبار آثار عوامل أخرى مثل الحرارة والضغط، ويمكن إدخال المزيد من التحسينات والتحسينات على النموذج في المستقبل من أجل وضع نماذج أكثر دقة للواقع.
وعلاوة على ذلك، فإن خصائص المقاومة المائية قيد البحث ليست سوى جانب هام من أداء وحدات التثبيت، ويمكن إجراء دراسات أكثر شمولاً وعمقاً في المستقبل مع الجمع بين أداء أخرى مثل التعب ومقاومة التآكل. وخلاصة القول إن البحوث المتعلقة بالخصائص المقاومة للكوابح في الأجسام الصلبة تتسم بأهمية كبيرة وبآفاق واسعة، وهي جديرة بالاستمرار في استكشافها ودراستها.
