چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

مهمترین هدف از گسترش سیستم ها اینست که بطور موثر از منابع انرژی های تجدیدناپذیر همچون نفت و گاز طبیعی استفاده نمائیم. روش آنالیز اگزرژی برای پیش بردن این هدف بسیار مناسب است چرا که محل و نوع و اندازه حقیقی از اتلاف را می تواند تعیین نماید. که این اطلاعات می تواند بمنظور طراحی سیستم های جدید استفاده شود. در واقع روش اگزرژی نشان می دهد که در دور شدن عملکرد یک سیستم از حالت ایده آل کدام اجزاء در این حرکت سهیم هستند و این که چه کاری می توانیم در جهت طراحی بهتر این سیستم ها بمنظور بازگشت ناپذیری های کم انجام دهیم. یکی از خصوصیات مشخص معادله مربوط به موازنه اگزوژی اینست که اگزرژی مورد بحث در هر جزء از سیستم حرارتی می تواند بر حسب ترمهایی نظیر اگزرژی جریان و آنتروپی تولید شده جریان و نرخ اگزرژی های مناسب همچون سوخت و کار قابل دسترس نوشته شود. با توجه به هزینه پایین سوخت بویژه گاز طبیعی در ایران استفاده از توربینهای گازی روش سودمند جهت تولید سریع قدرت می باشد. آنالیز اگزرژی ما را قادر می سازد تا راندمان سیستم و همچنین تخریب اگزرژی در هر جز از سیستم، نرخ جریان جرمی و دمای گازهای خروجی و ترکیبات آنرا معین نمائیم. همچنین می توان اثر دمای ورودی هوا و رطوبت نسبی آن را روی عملکرد سیستم مورد بررسی قرار داده و در صورت وجود داده های واقعی می توان مقادیر بدست آمده را با داده های واقعی سازندگان توربین گاز مقایسه نمائیم. در این مطالعه یک برنامه کامپیوتری جهت آنالیز انرژی و اگزرژی اجزا سیستم نوشته شده تا عملکرد ترمودینامیکی سیستم توربین گاز را شبیه سازی نماید. همچنین از روشهای موجود در بهینه سازی می نیمم سازی اگزرژی تخریب شده می باشد که براساس محدود کردن فاصله عملکرد طرح واقعی و یک سیستم ایده ال معقول که در معرض همان محدودیت های فیزیکی سیستم واقعی قرار می گیرد، می باشد. بمنظور مینیمم سازی بایستی موارد ایده آل ترمودینامیکی را با مشخصات سیستم ارتباط دهیم که با تغییر یک یا بیشتر این مشخصه ها می توانیم طرح را به یک شرایط کاری ترمودینامیکی بهینه نزدیک نمائیم. در این مطالعه برگشت ناپذیری های مربوط به افت فشار در مسیر جریان را که باعث تخریب اگزرژی در کل سیکل می شوند مورد محاسبه قرار داده و نشان می دهیم که عملکرد ترمودینامیکی می توان نسبت به نرخ جریان و یا توزیع افت فشارها بهینه شود. به عبارت دیگر منظور تعیین اپتیمم افت فشار منظور ایجاد قدرت ماکزیمم می باشد.

در این پایان نامه بحث کیفیت انرژی در گیرنده های تخت خورشیدی با محک تحلیل اگزرژی مورد بررسی قرار گرفته است . ابتدا با تحلیل فیزیکی و ریاضی معادلات عملکردی بدست آمده و سپس با معرفی مفهوم اگزرژی، این مفهوم در مورد گیرنده تخت بکار برده شده . در این بین خطای بعض محققان در بکارگیری رابطه اگزرژی تابشی خورشید را آشکار ساخته و تفکیک سیستم های مختلف دریافت تابش و روابط مربوط با آنها آورده شده است . آنگاه عوامل مختلف موثر در میزان اگزرژی سیستم بررسی گشته و برای هر کدام رابطه ای بدست آورده شده است . مخصوصا"برای نرخ تولید بازگشت ناپذیری در لوله با شار حرارتی ثابت ، بر مبنای خواص متغیر سیال با دمارابطه ای پیشنهاد گشته و پس از تشکیل معادلات حاکم بر عملکرد قانون دومی گیرنده تخت معادله کارایی اگزرژی آن بدست آمده است . برای بهینه سازی و حداکثر شدن کارایی اگزرژی گیرنده تخت خورشیدی ، عوامل مختلف موثر در آن نظیر نرخ جریان جرمی، قطر لوله حاوی سیال، دمای ورودی و ... مورد بررسی قرار گرفته و در هر حالت شرایط بهینه بدست آمده و بحث لازم انجام شده است . همچنین منحنی های کارکرد اگزرژی با تغییرات عوامل موثر مختلف رسم گشته است .

یکی از انواع سیستمهای انتقال قدرت رایج در صنعت سیستم انتقال قدرت هیدرودینامیکی می باشد. که در صنایع سیمان، پتروشیمی، نیروگاهها، پالایشگاهها و در کشتی و هواپیما و بسیاری موارد دیگر استفاده می شود. در خودروهای دارای جعبه دنده خودکار نیز برای انتقال قدرت از یک سیستم انتقال قدرت هیدرودینامیکی در کنار جعبه دنده خورشیدی استفاده می شود. اصلی ترین نوع واحدهای هیدرودینامکی مبدل گشتاور و کوپلینگ هیدرولیکی می باشد. در پروژه ارائه شده نحوه عملکرد، روشهای طراحی و اجزای وابسته به مبدل گشتاور مورد استفاده خودروها به طور گسترده و کوپلینگ های هیدرولیکی به طور اجمالی مورد بررسی قرار گرفته اند. اگر چه با مطالعه این مجموعه امکان آشنایی عمومی با واحدهای هیدرودینامیکی دیگر نیز خواهد بود. پروژه تهیه شده شامل هفت فصل می باشد. در فصل اول واژه ها و اصطلاحات مورد استفاده در متن به طور کامل توضیح داده شده است . در فصل دوم مبانی کارکرد و ساختار واحدهای هیدرودینامیکی به منظور شناخت کلی از آنها شرح داده شده و در فصل سوم چگونگی کارکرد مبدل گشتاور خودرو و نحوه ارزیابی عملکرد آن به کمک نمودارها و پارامترهای معرفی شده، توضیح داده می شود. در فصل چهارم روش طراحی مدل گشتاور بصورت اجمالی با استفاده از مثال شرح داده شده و نمودارهای تجربی که در طراحی مبدل مورد نیاز است ، بررسی می گردد. در فصل پنجم نیز متشابها طراحی کوپلینگ هیدرولیکی بررسی می شود. با توجه به نقش کلیدی کلاچ یکطرفه در مبدل گشتاور فصل ششم به بررسی و ارائه روشهای طراحی آن می پردازد. فصل هفتم به برنامه های کامپیوتری تهیه شده برای استخراج پروفیل پره پمپ و توربین یک مبدل خاص و بررسی و ارائه منحنی های عملکرد همان مبدل پرداخته است .

هدف از تحلیل اگزرژی مبدلهای حرارتی بدست آوردن حداقل تلفات انرژی موجود و در دسترس می باشد . کار مبدل حرارتی تبادل حرارت بین دو سیال می باشد . دو مکانیزم اساسی تخریب اگزرژی یا همان عوامل تولید انتروپی ، انتقال حرارت و افت فشار هستند که در داخل مبدلهای حرارتی اجتناب ناپذیر می باشند و عموما کاهش یکی باعث افزایش دیگری می شود . این پروژه به دنبال یافتن نسبت بهینه این دو مکانیزم در مبدل حرارتی است ، بگونه ای که تولید انتروپی در طول فرآیند حداقل گردد. در این رابطه عواملی چون مقدار سطح انتقال حرارت ، توزیع سطح انتقال حرارت در طول مبدل ، قیمت تمام شده مبدل ، دبی دو سیال و ابعاد هندسی اجزای مبدل حرارتی مورد بررسی قرار خواهند گرفت و حدالامکان سعی شده است که از دیدگاه حداقل سازی تولید انتروپی به روابط و نتایج مفیدی دست پیدا کنیم. در واقع کار مهمی که در اینجا صورت گرفته است بحث و بررسی عوامل فوق الذکر می باشد که منجر به روابط و نمودارهای مفید و جالب توجهی شده است . در اینجا سعی شده است تا روابط و نمودارها در عمل و در مورد یک نمونه مبدل حرارتی پوسته - لوله استفاده شود تا نتایج و صحت این روابط تایید گردد. اگر چه پیچیدگیهای خاص مبدلهای پوسته - لوله تا حد زیادی مسیر کار را از دقت های علمی مورد نظر دور می کند ولی از دیدگاه مهندسی نتایج در خور توجه می باشد . اگر چه از دیدگاه تئوری نیز رسیدن کامل به نقطه بهینه از طریق بهینه سازی تک تک اجزا باعث دور شدن ما از بهینه شدن کل سیستم می گردد (فرضیه عدم قطعیت هایزنبرگ ) با تمام این تفاسیر دراینجا تنها موفق شده ایم تا چند دیدگاه جهت حرکت به سمت نقطه بهینه انجام بدهیم.

چون میزان کیفیت انرژی برای تحلیل تولیدکننده های انرژی بسیار مهم است در این پایان نامه بحث کیفیت انرژی در سیکل روغن با محک تحلیل اگزرژی در سیکل مورد بررسی قرار گرفته است . کاربرد قانون دوم ترمودینامیک و روش تحلیل اگزرژی به عنوان روش کارآمد نسبت به روشهای قانون اولی و تحلیل انرژی جهت بررسی سیکل روغن و تعیین میزان واقعی اتلاف و محل دقیق آنها اقبال زیادی دارد.

در بررسی مسائل انتقال حرارت ، به گروهی از آنها برخورد می نمائیم که در آنها گاز تشعشع کننده دارای تغییرات دما نسبت به مکان می باشد.تشعشع در چنین گازهایی که گاز غیرایزوترمال نامیده می شوند یکی از مسائل بسیار مهم در صنعت بخصوص در صنایع نظامی و هوافضا می باشد. دراین پروژه سعی براین است که مساله تشعشع در شیپوره ها (نازل همگرا-واگرا) مورد تحقیق و بررسی قرار گیرد.

به منظور تعیین محل ، تشخیص مکانیزم و محاسبه مقدار بازگشت ناپذیریهای موجود در سیکل تبرید تراکمی ، عملکرد اجزای سیکل مدلسازی شده و تاثیر متقابل آنها هنگام کار در قالب یک سیکل ، در نظر گرفته شده است . صحت و دقت مدل ایجاد شده با مقایسه نتایج کمی بدست آمده از قبیل ظرفیت برودتی ، تحت فشار مکش و تخلیه معین ، یا توان مصرفی سیستم برای جبران بار برودتی مشخص با اطلاعات سازنده که حاصل کار تجربی است ، تایید گردیده است . تاثیر پارامترهای مختلف عملکردی سیستم نظیر بار برودتی ، دبی و دمای آب خنک کن در تغییر بازگشت ناپذیریهای اجزا و کل سیکل بصورت کمی بدست آمده و مورد ارزیابی قرار گرفته است . همچنین سهم هر یک از اجزا در تولید انتروپی یا تخریب اگزرژی تحت شرایط مختلف عملکرد، محاسبه و بررسی شده است. با تغییر پارامترهای هندسی قابل تغییر در ساختمان مبدلهای حرارتی کندانسور و اوپراتور ، مانند تغییر قطر لوله های مبدل و ثابت نگه داشتن بار برودتی سیستم، تغییرات بازگشت ناپذیری، ناشی از انتقال حرارت و افت فشار در مبدل و اثر این تغییرات روی خواص سیال مبرد در خروج از مبدل حرارتی و در نتیجه تاثیر آن روی مقدار بازگشت ناپذیری ایجاد شده در سایر اجزا بررسی و حالت بهینه برای جز مربوطه و کل سیکل مشخص گردیده است . به عبارت دیگر سیکل تبرید تراکمی مورد مطالعه که به روش معمول و برپایه قانون اول ترمودینامیک طراحی گردیده است ، به کمک ابزار قانون دوم ترمودینامیک ، مورد ارزیابی قرار گرفته و تاثیر پارامترهای مختلف ساختمانی و عملکردی آن بر بازگشت ناپذیریها و تولید انتروپی سیکل مشخص گردیده است.همچنین تاثیر مقدار دبی آب خنک کن کندانسور روی ضریب عملکرد سیستم در حالت بار کامل و شرایط نیمه بار کار سیکل، به کمک برنامه مدلسازی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بررسیها نشان می دهد که با افزایش دبی آب خنک کن کندانسور در بار برودتی ثابت ، میزان توان مصرفی کمپرسور کاهش یافته ولی از طرف دیگر توان مصرفی پمپ سیرکولاتور آب خنک کن کندانسور افزایش می یابد.

تخلیه سریع منابع برگشت ناپذیر سوختهای فسیلی و افزایش هزینه ها عاملی برای توسعه منابع انرژی مکمل و جدید شده است. یکی از این منابع انرژی که اثر زیست محیطی قابل قبولی دارد انرژی زمین گرمایی می باشد. در فصل دوم در مورد فرمولاسیون ریاضی مساله انتقال حرارت جابجایی در سیستمهای زمین گرمایی بحث شده است. معادلات حاکم در محیط متخلخل، از متوسط گیری معادلات میکروسکوپی جریان در داخل یک حجم کنترل مبنا بدست می آیند. همچنین می دانیم هنگامیکه لایه مرزی نازک باشد می توان از تقریبات لایه مرزی استفاده نمود. بعلاوه قانون دارسی در مورد مسائل زمین گرمایی قابل استفاده می باشد. برای جریانهای غیرهمدما گذرنده از محیط متخلخل، زمانی قانون دارسی قابل استفاده می باشد که:1- عدد رینولدر (بر پایه جذر پرمابلیته) ‏‎re=puk‎‏ کمتر از یک باشد.2- نسبت پرمابلیته به مجذور طول مقیاس کوچک باشد‏‎kl2<<1‎‏ حالتهای بالا معمولا برای مسائل انتقال حرارت جابجایی در سیستمهای زمین گرمایی معتبر می باشند. در فصل سوم، ما توجه خود را به جابجایی آزاد و مختلط اطراف سطوح گرم شده نفوذ ناپذیر و نفوذپذیر عمودی و مایل (گوشه) معطوف می نماییم.