ایستگاه های نمک زدایی در ایران قدیمی می باشند. نیاز به بروزرسانی و بالا بردن تکنولوژی آنها ضروری می باشد. هدف از انجام این پایان نامه ارائه روش های بهبود ایستگاه ها می باشد. در این پایان نامه بهبود ایستگاه ها با استفاده از بالا بردن راندمان اختلاط و کاهش درجه شوری آب رقیق کننده بررسی شده است.

در این پایان نامه، جریان سیال درون یک دمنده جریان متقاطع که در واحد داخلی کولر دوتکه به کار می رود، بررسی شده است. شبیه¬سازی جریان سیال شامل مدل سازی هندسی، تولید شبکه و حل جریان در فضای محاسباتی درون واحد داخلی کولر دوتکه می‏باشد. مدل سازی هندسی با نرم افزار طراحی به کمک کامپیوتر صورت گرفته است. سپس، ناحیه محاسباتی ایجاد شده به نرم افزار گمبیت برای تولید شبکه انتقال یافته است. شبکه‏ای متراکم درون هندسه پیچیده دمنده جریان متقاطع و کولر تولید شده است. تولید شبکه بر اساس اعمال توابع اندازه کارآمد به‏منظور ریزسازی شبکه حول پره‏ها و پیش‏گیری از تراکم بیش از حد شبکه در سایر نواحی می‏باشد. پره¬های پروانه دمنده جریان متقاطع با سلول های باسازمان و دیگر نواحی سیال با سلول های بی سازمان تتراهدرال گسسته شده است. با تعیین شرایط مرزی و چارچوب مرجع چرخان به حل جریان پرداخته شده است. مبدل حرارتی موجود در واحد داخلی کولر دوتکه یک محیط متخلخل در نظر گرفته شده است. به منظور شبیه سازی جریان آشفته درون کولر از مدل آشفتگی k-ε تحقق پذیر استفاده شده است. نتایج حل جریان به صورت توزیع فشار، توزیع سرعت و نمایش خطوط جریان در مقاطع مختلف درون کولر ارائه شده است. جریان خروجی از کولر در چهار زاویه مختلف پره راهنمای خروجی بررسی شده است. خطوط جریان اطراف و روی پره راهنمای خروجی نشان می دهد، زاویه 58 درجه بهترین عملکرد و زاویه 116 درجه بدترین عملکرد را دارد. شکل هندسی پره های پروانه دمنده جریان متقاطع تغییر داده شده است. تغییر شکل هندسی پره های پروانه موجب افزایش 10 درصدی دبی حجمی خروجی از کولر شده است. تغییر تعداد پره های پروانه دمنده جریان متقاطع نشان می دهد، تعداد 25 پره پروانه دبی حجمی خروجی را 6/6 درصد کاهش می دهد و پروانه با تعداد 45 پره باعث کاهش 1 درصدی دبی حجمی خروجی از کولر می¬شود. دبی خروجی از کولر برای سه سرعت دورانی 1220، 1070 و 910 دور بر دقیقه با دبی تجربی مقایسه شده است.

تحلیل جریان گل‏آلود در حوضچه‏های ته‏نشینی تصفیه آب از اهمیت خاصی برخوردار است. در پایان‏نامه حاضر چگونگی انتشار، تغییرات سرعت و تغییرات غلظت جریان گل آلود با غلظت بالا در هندسه نمونه بررسی شده است. جریان گل آلود با استفاده از نرم افزار فلوئنت شبیه سازی شده است. شبیه سازی ها به صورت دوفازی و ناپایا و با استفاده از مدل چندفازی مخلوط انجام شده است. جریان گل آلود با غلظت بالا به صورت غیرنیوتنی در نظر گرفته شده است که در آن لزجت سیال با غلظت رابطه دارد. در نرم افزار فلوئنت برای لزجت سیال از توابع تعریف شده توسط کاربر استفاده شده است. در این شبیه سازی تأثیر عوامل مختلف همچون سرعت جریان ورودی به حوضچه، نیوتنی و غیرنیوتنی بودن جریان بر نحوه انتشار جریان و تغییرات سرعت و غلظت بررسی شد. نتایج حاصل از شبیه سازی ها با نتایج تجربی مقایسه شده است. انطباق نیم رخ های سرعت و غلظت حاصل از شبیه سازی ها با نتایج تجربی، قابلیت مدل چندفازی مخلوط را برای شبیه سازی جریان گل آلود تأیید می کند. پروفیل های سرعت جریان گل آلود نیوتنی و غیر نیوتنی برای سرعت یکسان ولی غلظت های متفاوت در مقطعی از ورودی مقایسه گردید. زیاد بودن غلظت سیال غیرنیوتنی نسبت به سیال نیوتنی باعث افزایش سرعت ماکزیمم در سیال غیرنیوتنی نسبت به سرعت ماکزیمم در سیال نیوتنی شده است. پروفیل های غلظت و سرعت جریان گل آلود با غلظت پایین و یکسان در دو حالت نیوتنی و غیرنیوتنی مقایسه شده است و نشان داده شد که دلیل خطای پروفیل های غلظت و سرعت در کارهای پیشین نیوتنی مدل کرن جریان گل آلود است.

بررسی جریان و انتقال حرارت سیال¬ها درون کانال¬ها و نیز بررسی راهکارهای بهبود انتقال حرارت آن¬ها، همواره مورد توجه محققین بوده است. باید گفت که پژوهش¬هایی از این قبیل را بر حسب نوع سیال به¬کاررفته، هندسه سطح مقطع کانال و نیز شیوه انتقال حرارت موجود می¬توان دسته¬بندی کرد. به جرأت می¬توان اذعان داشت که در تمامی صنایع به¬کاربرنده مبدل¬های حرارتی، کانال¬ها با مقطع حلقه¬ای نیز وجود دارند. در پژوهش حاضر، تأثیر استفاده از نانوسیال¬ها بر جریان و انتقال حرارت جابجایی مختلط در کانال با مقطع حلقه¬ای مورد بررسی قرار گرفته است. کانال¬ها با مقطع حلقه¬ای شکل در واقع شامل دو لوله استوانه¬ای هم¬مرکز هستند. در پژوهش پیش رو، ابتدا کارهای انجام شده در زمینه انتقال حرارت جابجایی نانوسیال¬ها و معادلات و روش¬های مدلسازی مورد استفاده در این زمینه، مورد بررسی قرار گرفته¬اند. در ادامه، معادلات مربوط به انتقال حرارت جابجایی آمیخته و جریان نانوسیال¬ها در میان دو لوله استوانه¬ای هم¬محور عمودی به¬دست آمده است. معادلات حاصل در شرایط مرزی دما ثابت حل شده و نتایج مربوطه ارائه شده است. در نهایت نیز با نمایش پروفیل¬های دما، سرعت و غلظت بی¬بعد تغییرات خواص جریان و بهبود انتقال حرارت نانوسیال¬ها نسبت به سیال پایه مورد بررسی قرار گرفته است. از آنجا که نتایج به صورت بی¬بعد استخراج شده است از نتایج به¬دست آمده در تحلیل پروفیل¬های سرعت، دما و غلظت محلی نانوسیال¬ها و سیال¬های پایه مختلف می¬توان استفاده نمود. همچنین، مطالعه موردی خواص جریان و انتقال حرارت برای شش نانوسیال متفاوت ارائه شده است. با استفاده از نتایج به¬دست آمده در این قسمت می¬توان مقدار بهبود انتقال حرارت ایجاد شده در اثر استفاده از نانوذرات و سیال-های پایه مختلف را مشخص نمود. درنهایت، شکل و ابعاد بهینه نانوذرات برای ایجاد بیشترین میزان انتقال حرارت جابجایی تعیین شده است. ب

تولید شبکه های سه بعدی و شبیه سازی جریان در مخازن هیدروکربوری با شکاف های گسسته هدف این پایان نامه بوده است. یک الگوریتم جدید به منظور گسسته سازی هندسه های پیچیده مخازن هیدروکربوری ارائه شده که هم زمان فاکتـورهای هندســی و زمین شناسی سنگ مخزن را در فرآیند ریزسازی شبکه درنظر می گیرد. فرآیند ریزسازی شبکه براساس روش های جاگذاری گره و تقسیم سلول بوده است که برای نخستین بار در ریزسازی شبکه های مخازن هیدروکربوری استفاده شده است. این روش ریزسازی توانایی تطبیق شبکه براساس پارامترهای هندسی و خواص سنگ مخزن را دارد. همچنین توزیع گره حول موقعیت چاه ها و حول هندسه شکاف ها به صورت اتوماتیک کنترل می شود. قابلیت دیگر این روش امکان تطبیـق هنـدسه شبکـه های بی سازمان سه بعدی بر مبنای نقشه کانتورهای تحت الارضی می باشد. انواع الگوریتم های بهبود کیفیت شبکه شامل روش های توپولوژیک و غیرتوپولوژیک در الگوریتم تولیـد شبکـه گنجـانده شده اند. الگوریتم های توپولوژیک شامل تعویض های2→2، 3→2، 2→3 و 4→4 می باشند. کارایی الگوریتم تولید شبکه ارائه شده با گسسته سازی هندسه مخزن هیدروکربوری رگ سفید و مخزن شکاف دار مسجدسلیمان مطالعه و بررسی شده است. در بخش پایانی، محاسباتی بودن شبکه های تولید شده با حل جریان دوفازی آب و نفت براساس مدل شبیه سازی شکاف های گسسته به روش فشار ضمنی- اشباع صریح آزمایش شده است. نتایج عددی این بخش شامل شبیـه سازی جـریان در مسئله مخزن پنج- نقطه، بررسی انگشتی شدن جریان در نزدیکی چاه تولیدی، شبیـه سازی جریان در مخازن شکاف دار، بررسی تاثیر شکاف بر مسیر انتقال جریان، بررسی تاثیر شکاف بر بهره وری چاه تولیدی و بررسی تاثیر فشار مویینگی بر تولید نفت است. نتایج عددی به دست آمده هم خوانی دقیقی با نتایج نرم افزار شبیه سازی اکلیپس و نتایج معتبر منتشرشده داشته اند.

در پایان نامه حاضر آنالیز انرژی و اکسرژی سیکل فوق بحرانی نیروگاه رامین اهواز جهت شناسایی و تعیین پتانسیل نیروگاه به منظور افزایش کارایی انجام شده است. به این منظور بعد از محاسبه راندمان انرژی و اکسرژی برای هر یک از اجزای سیکل، تاثیر پارامترهای مختلف مانند دما و فشار بویلر، دما و فشار بازگرم کن، استفاده از دو بازگرم کن در سیکل، دمای هوای محیط و پیش گرم کردن هوای ورودی به بویلر بر راندمان حرارتی و اکسرژی نیروگاه بررسی شده است. همچنین تاثیر در مدار نبودن هر کدام از گرم کن های آب تغذیه و فشار زیرکش های توربین به سمت این گرم کن ها بر عملکرد نیروگاه مورد بررسی قرار داده شد. نتایج حاصل از آنالیز انرژی و اکسرژی نشان می دهد که راندمان حرارتی نیروگاه 40/81 درصد و راندمان اکسرژی نیروگاه 36/78 درصد می باشد. پیش گرم کردن هوای ورودی به بویلر تا 300 درجه سانتیگراد باعث کاهش مصرف سوخت تا 12 درصد و کاهش بازگشت ناپذیری به میزان 8/64 درصد در بویلر می شود. افزایش دما و رطوبت باعث کاهش راندمان انرژی و اکسرژی سیکل می شود به طوریکه افزایش دمای هوا از 5 تا 50 درجه سانتیگراد در رطوبت نسبی 30 درصد باعث کاهش راندمان حرارتی به میزان 35/2 درصد و راندمان اکسرژی به میزان8/2 درصد می شود. آنالیز انرژی کندانسور را عامل اصلی نابودی انرژی و نتایج حاصل از آنالیز اکسرژی بویلر را به عنوان عامل اصلی بازگشت ناپذیری در نیروگاه مشخص می کند و عامل اصلی بازگشت ناپذیری در بویلر انتقال حرارت سپس احتراق می باشد.

پروژه حاضر به طراحی و ساخت یک دستگاه چرخه حرارتی تست مواد دندانی پرداخته است. هدف نهایی، طراحی و ساخت دستگاهی است که پارامترهای دما، زمان و تعداد چرخه حرارتی را از کاربر دریافت نماید و سپس ماده دندانی را به صورت اتوماتیک در معرض چرخه های حرارتی تعیین شده قرار دهد. طراحی دستگاه چرخه حرارتی شامل چهار قسمت اصلی مخزن آب سرد، مخزن آب گرم، مکانیزم جابجایی ماده دندانی و سیستم کنترل و الکترونیک است. معیارهای اساسی طراحی دستگاه، براساس حدود پارامترهای چرخه حرارتی تعیین شده است. مدلسازی و روابط ریاضی محاسبه ابعاد و انتقال حرارت اجزای مخازن آب سرد و آب گرم در پروژه حاضر بیان شده اند. یک سیستم تبرید برای مخزن آب سرد طراحی و ساخته شده است. محاسبات طراحی مخازن و سیستم تبرید توسط برنامه رایانه ای نوشته شده به زبان مطلب صورت گرفته است. مخازن آب و اجزای آن ها برای حالت های بحرانی مختلف شبیه سازی شده اند. نتایج شبیه سازی در قالب کانتورهای دما و سرعت ارائه و تفسیر شده است. مکانیزم جابجایی با دو بازو و موتور پله ای نمونه ماده دندانی را در موقعیت های تعیین شده جابجا می نماید. کنترل دما و سطح آب درون مخازن و حرکت مکانیزم در قالب الگوریتم هایی بیان شده است. مدارهای الکترونیک متشکل از حسگر های مختلف، رله ها، میکرو کنترلر avr، صفحه نمایشگر و صفحه کلید طراحی شده اند. الگوریتم های کنترل دستگاه چرخه حرارتی به زبان برنامه نویسی c نوشته شده اند. این برنامه ها بر حافظه میکروکنترلرهای دستگاه نصب گردید. اجزای مختلف دستگاه چرخه حرارتی با ابعاد واقعی با برنامه طراحی به کمک رایانه (cad) طراحی شده و درکنار یکدیگر قرار گرفته اند. درنهایت نقشه ساخت دستگاه تهیه و اقدام به ساخت دستگاه چرخه حرارتی گردید. مخازن و محل قرار گیری مکانیزم جابجایی بااستفاده از یک قطعه یک پارچه فایبرگلاس قالب ریزی شده است. درب و پوشش جانبی دستگاه با استفاده از صفحات پلاکسی گلاس و برش های لیزری ساخته شده است. اجزای مکانیزم جابجایی و الکترونیک، شیرهای اتوماتیک و دیگر اجزای دستگاه مونتاژ گردید.