توضیحات
ایرفویل به شکل خاصی از سطح گفته میشود که برای ایجاد نیروی آیرودینامیکی در هوا طراحی شده است. این شکل خاص، که معمولاً شبیه به بال پرندگان است، به هواپیما، پرنده‌ها و سایر وسایل پرنده اجازه می‌دهد تا پرواز کنند.
اصول کار ایرفویل
- **نیروی برآ: ** هنگامی که هوا با سرعت به ایرفویل برخورد می‌کند، به دو جریان تقسیم میشود: یک جریان از روی سطح بالایی و یک جریان از زیر سطح پایینی. به دلیل شکل خاص ایرفویل، سرعت جریان هوای روی سطح بالایی بیشتر از سرعت جریان هوای زیر سطح پایینی میشود. این اختلاف سرعت باعث ایجاد اختلاف فشار میشود که به آن نیروی برآ گفته میشود. نیروی برآ است که باعث میشود هواپیما از زمین بلند شود و در هوا معلق بماند.
- **نیروی پسا: ** علاوه بر نیروی برآ، نیروی دیگری نیز به نام نیروی پسا به ایرفویل وارد میشود. نیروی پسا در جهت مخالف حرکت جسم بوده و باعث کاهش سرعت میشود. هدف طراحان ایرفویل، به حداقل رساندن نیروی پسا و افزایش نیروی برآ است.
انواع ایرفویل(Air Foil)
ایرفویل‌ها در شکل‌ها و اندازه‌های مختلفی طراحی می‌شوند و هر کدام برای کاربرد خاصی مناسب هستند. برخی از انواع رایج ایرفویل عبارتند از:
- ایرفویلهای قرینه: دو نیمه این ایرفویل‌ها نسبت به وتر قرینه هستند و معمولاً در بال‌های هواپیماهای مدل و برخی از پرنده‌ها استفاده می‌شوند.
- ایرفویلهای نامتقارن: دو نیمه این ایرفویل‌ها نسبت به وتر قرینه نیستند و معمولاً در بال‌های هواپیماهای بزرگ استفاده می‌شوند.
- ایرفویلهای سوپرکریتیک: این ایرفویل‌ها برای کاهش مقاومت موجی در سرعت‌های بالا طراحی شده‌اند.
کاربردهای ایرفویل(Air Foil)
- هواپیما: بال‌های هواپیما از مهمترین کاربردهای ایرفویل‌ها هستند.
- پرنده‌ها: بال پرندگان نیز به عنوان یک ایرفویل طبیعی عمل می‌کند.
- پره‌های توربین‌های بادی: پره‌های توربین‌های بادی برای تبدیل انرژی باد به انرژی مکانیکی از ایرفویل استفاده می‌کنند.
- پره‌های فن: پره‌های فن در موتورهای جت و توربوفن نیز از ایرفویل‌ها ساخته می‌شوند.
خصوصیات ایرفویل گذشته از بال هواپیماها، اهمیت به سزایی در کاربردهای مهندسی و علمی در هواپیماها و کشتی ها، بالگردها، کمپرسورها، توربینها، فنها، پمپها، تونلهای باد کانالهای هیدرولیکی و آسیابها و بسیاری از مسائل و صنایع دارد. بیشتر مسائلی که در مورد ایرفویل با آن برخورد می شود مربوط به بال هواپیما میشود. یک کاربرد مهم و اساسی دیگر ایرفویل درتیغه ی توربین است. مربوط به موتورهای توربینی و جت که دارای توربین و یا فن هستند. لازم به ذکر است که محاسبات ایرفویلهای توربینها به جهت اندازه ی مورد و شکل پیچیده تر و رفتارهای بیشتر به مراتب پیچیده تر و سخت تر از بال هواپیما میباشد. خنک کاری سطحی ایرفویل ها به یکی از مهمترین مسائل در علم مهندسی مکانیک و همچنین هوافضا بدل شده است.
در این پروژه جریان انتقال حرارت در خنک کاری سطح ایرفویل توسط ورودی های هوای جانبی ، توسط نرم افزار ANSYS Fluent شبیه سازی گردد.
