طراحي، مدل‌سازي و ساخت محفظه جديد شستشوي پيوسته فراصوتي با استفاده از تحليل هارمونيك

امروزه استفاده از فناوري‌هاي نوين در شستشوي قطعات به ‌دليل مشكلات روش‌هاي شستشوي سنتي مانند كيفيت ‏پايين شستشو، عدم تكرار پذيري، ايمني كم، خوردگي تجهيزات، سرعت پايين و مشكلات زيست‌‏محيطي مورد توجه صنايع مختلف قرار گرفته است. استفاده از فرايند شستشو با امواج فراصوتي يكي از روش‌هاي نوين شستشوي قطعات به‌صورت ايمن، سريع، با كيفيت و ‏سازگار با محيط‌زيست است. لذا بهينه‌سازي و توسعه اين فرايند شستشوي توسط محققين ضرورت پيدا كرده است. هدف از اين پژوهش طراحي، مدل‌سازي و معرفي يك سيستم جديد شستشوي بهينه و پيوستۀ فراصوتي جهت بهبود كيفيت شستشو با استفاده از امواج فراصوتي است. در اين تحقيق شبيه‌سازي با استفاده از روش عددي اجزاء محدود و با انجام تحليل‌هاي مودال، هارمونيك و تحليل گذرا ديناميك سيال محاسباتي در نرم‌افزار اجزا محدود ANSYS 15 انجام شده است. در اين مقاله پس از به‌دست آوردن فركانس‌هاي طبيعي و شكل مودهاي نوساني با اعمال تحريك هارمونيك، مقدار جابه‌جايي نقاط مختلف مشخص مي‌شود؛ سپس با اعمال اين جابه‌جايي به سيال، ميدان فشار ايجاد شده در سيال داخل محفظه شبيه‌سازي و محدودۀ اثر بخشي شستشو با مقايسۀ فشار آكوستيك ايجاد شده مشخص شده است. مخزن شستشوي فراصوتي مدل‌سازي شده با 9 عدد مبدل نوسانات مافوق صوت با فركانس تشديد 26.5 كيلوهرتز و توان 100 وات با چيدمان مارپيچ ساخته و مورد آزمايش قرار گرفت. نتايج به‌دست‌آمده عملكرد مناسب سيستم شستشوي طراحي و ساخته شده را نشان مي‌دهد؛ همچنين نتايج به‌دست‌آمده بيان مي‌كند كه شبيه‌سازي با روش اجزا محدود قابل اعتماد و روش مناسبي براي طراحي و بهينه‌سازي مخزن‌هاي شستشوي فراصوتي مي‌باشد.