Page 39 - חוברת תקצירים מכונות תשפ״ד
P. 39
חוברת תקצירים | מחזור כ״ה תשפ״ד
בר קדוש barka8@ac.sce.ac.il
פיתוח מודל דינמי לחיזוי התנהגות של קורה שלוחה בגבהיי נוזל שונים
ME-24-25
זיו ברנד ואיתי שפיר
על הפרויקט בדקה וחצי:https://youtu.be/1NqoWuGgWyU
על הפרויקט בדקה וחצי
מוטות דלק בכורים גרעיניים פועלים בסביבה נוזלית תחת רעידות מתמידות. רעידות אלו, במיוחד בתדרי רזוננס, עלולות לגרום לתזוזות גדולות ולכשלי שחיקה והתעייפות ולהקטנת אורך חיי המוטות. חיזוי ההתנהגות הדינמית של מוטות אלו, במיוחד בגבהי מים משתנים, בשילוב מרסנים חכמים ומערכת בקרה יכול לשפר את יציבותם ויעילותם ולהגדיל באופן משמעותי את אורך
חייהם של המוטות. בעבודה זו, הקורה השלוחה משמשת כמודל מופשט למוט דלק אופייני. תחילה, בוצעה סקירת ספרות על מודל הפיזיקלי של קורה שלוחה, השפעת הסביבה הנוזלית על תכונותיה הדינמיות, והדרכים לשלב השפעות אלו במודלים האנליטיים והנומריים. בעזרת משוואת אויילר-ברנולי חושבו התדרים העצמיים של הקורה ללא התחשבות במים, כחלק מהאימות הראשוני של המודל הנומרי. המודלים הנומריים נבנו בשתי תוכנות מסחריות כגון SolidWorks ו-Ansys. בהמשך העבודה, נחקרה השפעת גבהי מים שונים על התדרים העצמיים והריסון של הקורה, תוך שימוש בשתי שיטות עיקריות: אפקט המסה המוספת והמשוואה האקוסטית. אפקט המסה מוספת שימש לצורך הרחבת המודל האנליטי והנומרי אשר נבנה בתוכנת SolidWorks ואילו המשוואה האקוסטית יוצגה באמצעות בניית המודל הנומרי בתכונת Ansys. לאחר ביצוע האנליזה, התוצאות תוקפו על ידי השוואה בין המודלים הנומריים והאנליטיים. בשלב הסופי של הפרויקט, בוצעה השוואה בין הפתרון הנומרי המדויק ביותר )Ansys( לבין תוצאות הניסוי הקיימות. ההשוואה הראתה כי המודל הדינמי מצליח לחזות באופן מקרוב את התנהגות הקורה השלוחה בגבהי מים שונים עבור המוד הראשון. לצורך תיקוף המודל הדינמי שפותח, נעשה שימוש בתוצאות התדרים העצמיים לפיתוח מערכת בקרה עבור קורה שלוחה באוויר, מצב מחמיר מבחינת תנודות הקורה עקב היעדר הריסון הטבעי שמוסיפים המים. פיתוח מערכת הבקרה כלל בניית קודים וביצוע סימולציות בעזרת תוכנות מסחריות כגון MATLAB ו-Simulink, אשר שימשו לסימולציה ראשונית של הבקרה לפני ביצוע הניסוי בפועל. לאחר שהאימות עבר בהצלחה, מערכת הבקרה נוסתה על המערכת הפיזית והצליחה לרסן את הרעידות בצורה אפקטיבית(איור מס' 2).
מילות מפתח: תדרים עצמיים, קורה שלוחה, אנליזה נומרית, ריסון.
תקציר
39
איור מס' 2- תגובת המערכת עבור תנאי התחלה. איור מס' 1 – תיאור מערכת הניסוי.
