طراحي و ساخت يك شير بازشونده سريع جديد به همراه سيستم اندازه گيري فيبر نوري براي لوله شوك بدون ديافراگم

Design and Construction of a New Rapid Opening Valve with Fibre Optic Systems for a Non-Diaphragm Shock Tube

در اين مقاله به بررسي يك شير پنوماتيك سريع و سيستم اندازه گيري نوري ابداعي پرداخته شده كه در لوله شوك بدون ديافراگم KNTU2 قرار گرفته است. اين لوله شوك قادر است موج شوك مسطح در درايون خود را كه نسبت طول به قطر آن 41/6 است، توليد كند. لوله شوك KNTU1 از نوع ديافراگمي بوده است كه محدوديت هايي نظير عدم قابليت تكرار توليد موج شوك بدون بازكردن لوله، عدم قابليت تنظيم نسبت فشار در يك بازه مشخص، عدم امكان خودكار كردن لوله شوك، دليل طراحي لوله شوك هاي بدون ديافراگم است. در اين مقاله يك مكانيزم ابداعي براي رسيدن به سرعت بالاي شير جايگزين ديافراگم، پيشنهاد شده كه زمان بازشدن با توجه به محاسبات تئوري، 8ميلي ثانيه و در تست هاي به عمل آمده با اختلاف قابل قبولي، 10ميلي ثانيه است. قابليت منحصربه فرد اين شير خودكار در مقايسه با شيرهاي موجود، بازشدن آن از مركز لوله به سمت گوشه ها مانند ديافراگم دوربين بوده كه اين بهترين حالت براي بازشدن شير و يكنواختي موج حاصل است و بخشي از مدت زمان بازشدن شير را جبران مي نمايد. همچنين هم راستايي درايور و درايون، از اغتشاش ناشي از تغيير مسير يا چرخش گاز كه در اغلب شيرها مشاهده مي شود، جلوگيري مي كند. اين قابليت ها به بهينه شدن لوله شوك كمك مي كند. يكي ديگر از ابتكارات انجام گرفته در اين مقاله، طراحي و ساخت يك سيستم نوري براي اندازه گيري سرعت و لحظه رسيدن موج شوك براي بررسي صفحه اي شدن آن با قابليت جابه جايي در درايون است. اين مقاله به مقايسه داده هاي تجربي و تئوري موج شوك تشكيل شده پرداخته است.

This paper investigates a kind of KNTU1 non-diaphragm shock tube equipped with an innovative design valve within a driven tube. The shock tube is capable of generating a flat shock wave in its driven tube with a length to diameter ratio of 41/6. The KNTU1 shock tube is diaphragm-type and some limitations of this kind of shock tube such as the lack of repeatability without disassembling, the inability to adjust pressure ratio at a specified interval, and the inability to automate the shock tube caused a development on an automated shock tube. In this study, an innovative mechanism to achieve high-speed opening valve with an opening time of 8ms and 10ms is proposed. The unique feature of this automatic valve, compared with existing valves, is its opening from the center to the sides, such as the camera aperture. This is the best way to open the valve and smooth the wave and compensates for a part of the opening time of the valve. Also, the alignment of the driver and the drain prevents disturbances caused by the redirection or rotation of the gas seen in most valves. These help optimize the shock tube. Another initiative in this paper is the design and construction of an optical system to measure the speed and the moment of shock wave arrival to check the shape surface of the shock wave. This system has the ability to move in driven. This paper has been compiled to compare theoretical and experimental data of shock wave.