یکی از مسایل اساسی و مهم در موتورهای احتراق داخلی بحث خنک کاری موثر می باشد که در این مورد پارامترهای مختلفی موثرند. یکی از مهمترین و موثرترین این پارامترها شکل و اندازه قطر راهگاه های سیال در سیلندر و سرسیلندر و همچنین موقعیت کانال های انتقال خنک کننده از پمپ آب به داخل موتور می باشد. در این پایان نامه اثر تغییرات دبی ورودی سیال خنک کننده موتور، بروی توزیع دما و جریان سیال مورد بررسی قرار گرفته است. بدین گونه که ابتدا تعداد، اندازه و محل کانال های ورودی سیال خنک کننده موتور تغییر یافته است. سپس مقادیر مختلفی برای دبی ورودی سیال در حالت جدید در نظر گرفته شده است و مسئله با دبی های متفاوت حل گردیده است. در نهایت برای هر کدام از دبی ها، نحوه توزیع جریان و دمای سیال در حالت جدید مورد بررسی قرار خواهد گرفت. تحلیل بصورت شبیه سازی یک بعدی جریان با استفاده از نرم افزار gt-cool و سه بعدی جریان با استفاده از نرم افزارهای solidwork ، hypermesh و ansys cfx می باشد که در آن، از نرم افزار solidwork برای تهیه مدل سه بعدی راهگاههای آب ، بدنه سیلندر و سرسیلندر و از نرم افزار hypermesh برای مش بندی شکل های سه بعدی و از نرم افزار ansys cfx برای تحلیل جریان و انتقال حرارت مورد استفاده قرار گرفته است. پس از تحلیل جریانی و حرارتی سیال خنک کننده در مسیر راهگاه های خنک کننده موتور، بهینه ترین حالت توزیع سرعت و دما سیال (بخصوص دمای سیال خروجی) انتخاب خواهد شد و به عنوان طرح پیشنهادی ارائه می شود. بدین ترتیب با فرستادن دبی کمتر (7%) برای سیلندر که شرایط بحرانی کمتری نسبت به سرسیلندر دارد توان کمتری (46%) از پمپ آب گرفته می شود به توان مفید افزوده می شود.

امروزه انتقال حرارت جایگاه ویژه ای را در میان صنایع مختلف دارا است و تحقیقات بسیاری در جهت بهبود و کنترل این پدیده فیزیکی صورت می پذیرد. یکی از روش های موثر در این زمینه استفاده از تغییر فاز در سیالات و جوشش است. مشکل اصلی برخی از این صنایع در استفاده از پدیده جوشش، وجود دماهای بالا و کنترل نشده در بویلرها و ابزار انتقال حرارت می باشد که محدودیت انتخاب ماده را در این ابزار به همراه دارد. همچنین وجود دماهای بالا موجب اتلاف حرارتی بیشتر و در نهایت کاهش استفاده از انرژی مصرفی می شود. یکی از تکنیک های جدید برای بهبود عملکرد جوششی استفاده از نانوسیالات است. به عنوان یک تعریف، سیالات معمول حاوی ذرات در ابعاد نانو را نانوسیالات می گوییم. تاکنون آزمایش های گوناگونی برای تعیین ضریب انتقال حرارت جوشش در نانوسیالات انجام شده اند که، بعضی افزایش، بعضی کاهش و بعضی ثابت ماندن ضریب انتقال حرارت جوششی را گزارش کرده اند. با پیشرفت تکنولوژی محققان همواره به دنبال ایده هایی جدید برای بهبود ضریب انتقال حرارت جوششی بوده اند، لذا این تحقیق نیز از این قاعده مستثنی نیست. در این پایان نامه، سیال پایه مورد بررسی مخلوط همگن با نسبت حجمی برابر آب و اتیلن گلیکول به دلیل کاربرد آن به عنوان ضدیخ رایج در سیستم های خنک کننده خودروها و سیستم های خنک کننده الکترونیکی می باشد. ذرات نانو استفاده شده، آلومینا و غلظت های حجمی مورد بررسی %05/0، %1/0، %25/0، %5/0، %75/0 و %1 بوده است. هدف از انجام این پژوهش و گردآوری این پایان نامه تعیین ضریب انتقال حرارت جوششی نانوسیال به روش تجربی می باشد. لذا، پس از معرفی تئوری جوشش و تئوری نانوسیال و مروری بر تحقیقات انجام شده در این زمینه، دستگاه جوشش استخری ساخته شده برای انجام آزمایش-های این پروژه به طور مختصر تشریح خواهد شد. در گام های اول تا سوم آزمایش های این پایان نامه، ضریب انتقال حرارت جوشش هسته ای آب مقطر و مخلوط همگن آب و اتیلن گلیکول بدست آمده و به منظور تایید صحت عملکرد دستگاه با روابط موجود و تحقیقات صورت گرفته در این زمینه مقایسه می شود. در گام نهایی ابتدا نانوسیال آب-اتیلن گلیکول-آلومینا توسط یک دستگاه فراصوت با غلظت های حجمی مختلف از نانوذرات آلومینا تهیه شده است. سپس انتقال حرارت جوششی این نانوسیال در داخل دستگاه ساخته شده مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج به دست آمده از آزمایش های تجربی جوشش نانوسیال آب–اتیلن گلیکول-آلومینا نشان می دهد که افزودن نانوذرات آلومینا به مخلوط همگن آب و اتیلن گلیکول در محدوده غلظت های حجمی %05/0 تا %1 ضریب انتقال حرارت جوششی را در حالت بیشینه به اندازه %64 در غلظت حجمی %75/0 نسبت به سیال پایه افزایش خواهد داد؛ لذا بر اساس نتایج بدست آمده نانوسیالات می توانند منجر به بهبود عملکرد جوششی در سیستم های خنک کننده گردند و برای محققین علم مواد و مکانیک این امکان فراهم می شود تا از نانوسیالات در صنعت اتومبیل و سایر وسایل نقلیه به منظور بدست آوردن بازده بیشتر استفاده کنند.

طی سال های گذشته از روش های متعددی جهت افزایش نرخ انتقال حرارت برای دستیابی به بازده حرارتی مطلوب استفاده شده است. نرخ انتقال حرارت را با تغییر در هندسه جریان، شرایط مرزی یا بهبود در خواص ترموفیزیکی سیال از قبیل افزایش ضریب هدایت حرارتی می توان بهبود بخشید. در تحقیق حاضر اثر افزودن نانوذرات جامد آلومینا به آب بر روی انتقال حرارت جابه جایی اجباری و افت فشار در داخل یک لوله دایره ای، به طور تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است. برای انجام این کار، ابتدا نانوسیال آب – آلومینا توسط یک دستگاه فراصوت با غلظت های حجمی مختلف از نانوذرات آلومینا تهیه شده است. سپس انتقال حرارت جابه جایی اجباری این نانوسیال در داخل یک لوله مسی با شرط مرزی دمای شار حرارتی ثابت، تحت شرایط رژیم آرام و آشفته که تنها به توسعه یافتگی هیدرودینامیکی خواهد رسید، به طور تجربی مورد مطالعه قرار گرفته است. بررسی ها شامل اثر حضور نانوذرات، غلظت های مختلف، شار های حرارتی مختلف و عدد رینولدز بوده است. غلظت های %0، %25/0، %5/0 و %7/0، به طور تجربی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج به دست آمده از آزمایش های تجربی نشان می دهد که افزودن نانوذرات آلومینا به آب با غلظت های %25/0، %5/0و %7/0 در محدوده اعداد رینولدز بین 991 تا 2170 در جریان آرام و 8255 تا 16520 در جریان آشفته، ضریب انتقال حرارت جابه جایی را به اندازه %8/2 تا %4/24 و افت فشار را بین %5/0 تا %4/12 نسبت به سیال پایه (آب) افزایش خواهد داد. در مرحله بعد جهت صحه گذاری بر نتایج آزمایش، هندسه آزمایش با روش های عددی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. جهت شبیه سازی عددی از نرم افزار ansys fluent استفاده شده است. جهت تحلیل حرارتی و جریانی نانوسیال از از روش های تک فاز همگن، تک فاز پخشی، دوفاز مخلوط و دو فاز اویلر لاگرانژی استفاده شده است. نتایج به دست آمده از تحلیل عددی نشان میدهند که روش تک فاز پخشی انطباق خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارد و به دلیل هزینه محاسباتی کمتر مقرون به صرفه است

یکی از روش های کاهش مصرف انرژی، گرمایش مکان محور است. این نوع گرمایش تنها با استفاده از پنل های تشعشعی امکان پذیر هستند. در این سیستم ها پنل های تشعشعی با توجه به نوع انتقال حرارت در آن ها، امکان گرمایش در مکان خاصی از اتاق را فراهم می کنند.و جریان هوا و انتقال حرارت جابجایی نقش گرمایش پایه را ایفا می کنند. در این مطالعه انتقال حرارت، توزیع جریان و رطوبت در یک اتاق مسکونی که بوسیله پنل تشعشعی گرم می شود، تحت شرایط محیطی مختلف با در نظرگرفتن پارامتر های آسایش حرارتی به صورت عددی بررسی شده است. مدل مورد بررسی سه بعدی پایا با ابعاد واقعی است و برای مطالعه آسایش حرارتی یک مانکن مجازی با ابعاد و شکل فیزیولوژیکی واقعی به مدل اضافه شده است که در مرکز اتاق و به حالت ایستاده قرار دارد. توزیع یکنواخت دما، سرعت و رطوبت هوای محیط با چیدمان صحیح پنل های تشعشعی و ورودی و خروجی جریان هوا علاوه بر کاهش مصرف انرژی موجب تامین آسایش حرارتی و رضایت افراد می گردد. بدین منظور علاوه بر در نظر گرفتن محدودیت های فیزیکی محیط که در مراجع استاندارد ذکر شده است، می باید محدودیت های معماری نیز جهت کاربردی بودن طرح درنظر گرفته شود. با توجه قرار دادن پنل در وسط دیوار روبروی فرد و بالای پنجره، وسط دیوار روبروی فرد و زیر پنجره، گوشه دیوار روبروی فرد در ارتفاع حد اقل و وسط دیواری کناری فرد، بهترین مکان قرار گیری پنل تشعشعی در روبروی فرد، در حداقل ارتفاع واقع در زیر پنجره و در مرکز طولی دیوار می باشد به نحوی که ورودی و خروجی جریان هوا هر دو واقع بر دیوار روبروی پنل باشند. همچنین با تغییر مساحت سطح پنل در دمای ثابت سطح پنل و تغییر دمای سطح پنل در مساحت ثابت سطح پنل نمودارهایی ارائه شده که می توان به ترتیب مساحت سطح پنل در یک دمای خاص و دمای سطح پنل در یک مساحت خاص را برای شرایط مطلوب آسایش حرارتی بدست آورد. در ادامه اثر افزایش تعداد پنل ها با مساحت سطح مجموع ثابت بررسی شده است که نتایج تاثیر بهتر استفاده از دو پنل معادل را با در نظر گرفتن تقارن نشان می دهند و در نهایت تاثیر افزایش دمای هوای ورودی به اتاق به عنوان محرک جریان هوا روی شاخص pmv بررسی شده است. مقایسه نتایج حاصله با مطالعات تجربی و عددی انجام شده توسط سایر محققین حاکی از حداکثر خطای 5% و در نتیجه دقت بسیار بالای نتایج بدست آمده می باشد.

تداوم رشد مصرف انرژی در کشور ها به همراه بهره وری پایین تولید، انتقال و توزیع انرژی سبب گردیده است تا مسئولین، به فکر تولید همزمان برق و حرارت در محل مصرف بیافتند. تولید همزمان علاوه برافزایش راندمان و کاهش مصرف سوخت، موجب کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و دیگر آلاینده ها نیز می شود. این پایان نامه به بررسی یک سیستم تولید همزمان برق، گرما و سرما (cchp) می پردازد. این سیستم از موتور احتراق داخلی به عنوان محرک اصلی بهره می برد و با سیستم های مکمل انرژی خورشیدی (solar) و مخزن ذخیره سازی حرارتی (tes) تقویت می شود. در این تحقیق با مقایسه 5 روش برای تعیین اندازه محرک اصلی سیستم cchp، به بیان برتری روش feptl نسبت به روش ftl و fel می پردازد. سپس با استفاده از روش تعیین اندازه چند معیاری (mcsm) به تعیین اندازه محرک اصلی سیستم cchp و با استفاده از استراتژی مشابهی به بررسی بار ساختمان پرداخته است. برای این منظور، یک ساختمان مسکونی فرضی و مشابه برای شهر تهران مورد بررسی قرار گرفته است. mcsm سه معیار اصلی و هشت معیار فرعی را مورد بررسی قرار داده است. برای هر معیار، مطابق شرایط خاص و قیود و محدودیت ها یک اندازه موتور پیشنهاد شده است. علاوه بر این، میزان و وزن هر معیار و زیر معیار نسبت به سایر معیارها و زیر معیارهای توسط روش ahp محاسبه شده است. به منظور تجزیه و تحلیل ترمودینامیکی، آنالیزهای اگزرژی و انرژی انجام شده است. ارزیابی اقتصادی نیز با استفاده از npv، irr و pb برای یافتن قابلیت سوددهی، ریسک و دوره بازگشت سرمایه گذاری در cchp صورت گرفته است. خروجی های nox ، co2 و co نیز برای ارزیابی محیطی سیکل cchp، مورد بررسی قرار گرفته اند. در نهایت با مقایسه تاثیر حضور سیستم های مکمل، اندازه بهینه محرک اصلی ارائه داده می شود. مطابق نتایج بدست آمده در این پژوهش، سیستم cchp همراه با ذخیره ساز حرارتی و انرژی خورشیدی نسبت به سیستم cchp بدون سیستم های مکمل از مزایای ترمودینامیکی و زیست محیطی بسزایی برخوردار می باشند. بدین منظور استراتژی بهینه برای حضور سیستم های مکمل در این پایان نامه، حضور در تامین کل بار مصرفی ساختمان بدست آمد.

توربوشارژر یکی از مهم ترین و تاثیر گذار ترین اجزای موتورهای درون سوز می باشد که باعث ایجاد قدرت بیشتر در موتور با دادن هوای بیشتر به موتور میشود.توربوشارژر این عمل را باستفاده از کمپرسوری که به شفت توربین متصل شده است انجام می دهد.برای آنالیز جریان در توربو شارژر ناچار به آنالیز جریان در اجزای اصلی تشکیل دهنده توربوشارژر می باشیم.سه روش مهم در آنالیز جریان در توربو ماشین ها وجود دارد.روش سه بعدی که با استفاده از محاسبات cfd انجام می پذیرد،روش دو بعدی و روش یک بعدی که به روش خط میانه نیز مشهور می باشد. در این پایان نامه جریان در یک کمپرسور و توربین شعاعی به وسیله روش یک بعدی به طور مجزا مورد تحقیق قرار گرفته است.اساس این روش بر پایه روابط تجربی افت ها می باشد،که بررسی دقیق افت های موثر بر جریان و تاثیرات آن بر نسبت فشار و دامنه عملکرد مورد مطالعه قرار گرفته است.کد نرم افزاری نوشته شده در نرم افزار matlab قادر به بدست آوردن منحنی عملکرد کمپرسور و توربین با استفاده از هندسه توربوماشین و شرایط وروردی می باشد. در ادامه منحنی عملکرد کمپرسور و توربین در سرعت ها و دبی های مختلف جریان مورد مطالعه قرار گرفته شده و به بررسی تاثیرات هندسه متغیر پخش کننده پره دار بر نسبت فشار و منحنی عملکرد پرداخته شده است؛ونتایج با منحنی عملکرد بدست آمده از آزمایشات مقایسه شده و نتایج قابل قبولی حاصل شده است.

در دهه های اخیر تحقیقات در زمینه شناخت انتقال حرارت جوشش استخری افزایش زیادی یافته است؛ چرا که جوشش کاربردهای فراوانی در جنبه های مختلف سیستم¬های مهندسی از جمله چگالنده، بویلر نیروگاه، خنک کاری برخی قطعات الکترونیکی و برخی سیستم‎های خنک کاری خودرو دارد. هرچند که به علت پیچیدگی این پدیده، پیشرفت قابل توجهی تاکنون حاصل نشده است. در این پایان نامه سعی شده است که روابط ارائه شده برای پارامترهای جوشش در یکی از معتبرترین مدل های شبیه سازی فرایند جوشش یعنی روش جداسازی شار حرارتی (مدل rpi) برای شبیه سازی جوشش استخری آب بررسی شوند. این مدل سازی بر پایه روش حجم محدود و با استفاده از نرم افزار ansys fluent 14.5.7 انجام شده است. تا پیش از این از مقادیر آزمایشگاهی برای پارامترهای جوشش استخری در مدل rpi استفاده می شد. حال آنکه در این پایان نامه روابط ارائه شده برای پارامترهای جوشش همچون قطر جدایش حباب، چگالی مکان هسته زایی و فرکانس جدایش حباب برای حل جوشش استخری (به دست آوردن رشد و جدایش صحیح حباب و نیز تخمین منحنی شار حرارتی سطح و ضریب انتقال حرارت جوششی) در ظرف استوانه ای شکل البته به صورت دوبعدی (به دلیل حجم بالای محاسبات و زیاد بودن زمان و هزینه محاسباتی) مورد بررسی قرار می گیرند؛ با توجه به نتایج به دست آمده، بهترین روابط ارائه شده برای پارامترهای جوشش، شامل قطر جدایش حباب و چگالی مکان هسته زایی در مدل rpi که تطابق خوبی با نتایج تجربی و آزمایشگاهی داشتند به ترتیب روابط اونال و چاولا معرفی شده اند. نتایج به دست آمده در تخمین شار حراراتی دیواره و ضریب انتقال حرارت جوششی از اعتبار خوبی در مقایسه با نتایج تجربی و آزمایشگاهی برخوردارند.

پیش بینی عملکرد توربین جریان محوری در شرایط مختلف عملکردی به دلیل پر هزینه بودن و کمبود اطلاعات تجربی قابل اعتماد همواره در حال توسعه می باشد. اگر چه امروزه ابزارهای محاسباتی و عددی، تصویر نسبتاً دقیق از میدان جریان را به دست می دهند اما استفاده از مدل های افت و زاویه انحراف مناسب، به منظور پیش بینی عملکرد و بهینه سازی در فاز طراحی اولیه همواره مورد نیاز است.در این پژوهش پس از بیان انواع افت ها در توربین جریان محوری، برخی مدل های افت پروفیل و زاویه انحراف ارائه شده، مورد بررسی قرار گرفته، مدلسازی هندسی و تولید شبکه در دو بعد با استفاده از نرم افزار گمبیت انجام شده و با تعریف شرایط مرزی، معادلات جریان روی مدل دو بعدی ایجاد شده بوسیله نرم افزار ansys – cfx حل گردیده و با استفاده از نتایج حاصل از این حل، به کمک الگوریتم بهینه سازی رقابت استعماری روابط جدیدی برای افت پروفیل و زاویه انحراف پره توربین جریان محوری ارائه و با مدل آنگیر مقایسه شده اند که نسبت به مدل آنگیر پیش بینی بهتری برای مقادیر افت پروفیل و زاویه انحراف دارد.علاوه بر این، مدل های ارائه شده در این پژوهش دارای نمونه های تست بیشتری نسبت به مدل های دیگر می باشد و بازه بیشتری از پارامترهای هندسی و آیرودینامیکی را در بر می گیرد که به نظر می رسد یکی از مزیت های این پژوهش باشد.

سیستم های cchp علاوه بر تولید توان، با استفاده از حرارت اتلافی خروجی، نیازهای گرمایشی و سرمایشی واحد مصرفی را تامین می نمایند. اجزای اصلی سیستم های cchp شامل محرک اصلی، مبدل های حرارتی، واحد تولید سرمایش و سیستم کنترل می باشد. محرک اصلی واحد cchp می تواند از نوع موتور، توربین و یا پیل سوختی باشد. در این پژوهش، پیل سوختی اکسید جامد به عنوان محرک اصلی انتخاب شده است. از چیلر جذبی، سرمایش مورد نیاز و هم-چنین، از یک بویلر اضطراری در کنار حرارت خروجی از محرک اصلی و سیستم گرمایش خورشیدی نصب شده، نیازهای حرارتی ساختمان را تامین می کنند. بعد از انتخاب نوع محرک اصلی، تعیین ظرفیت محرک در بالاترین درجه اهمیت قرار دارد. ظرفیت پیل سوختی بر مقدار مصرف سوخت، بازدهی کلی سیستم، مقدار تولید آلاینده های زیست محیطی، پارامترهای اقتصادی و حتی بر استراتژی بهینه تامین نیازهای ساختمان تاثیر دارد. در تحقیق حاضر، از یک روش جدید، برای مشخص نمودن اندازه و استراتژی تعیین محرک اصلی واحد cchp استفاده شده است. با ترکیب خطی معیارها و با ارزش گذاری آن ها تابعی با نام mcsf حاصل شده است. این تابع سایز بهینه محرک اصلی را به صورت تک معیار و یا چند معیار معین می کند. معیارهای ترمودینامیکی، اقتصادی و زیست محیطی برای تعیین سایز محرک استفاده شده است. اگزرژی و انرژی در تحلیل ترمودینامیکی ارزیابی شده است. مقادیر npv، irr و pb در تحلیل اقتصادی اندازه گیری شده و مقادیر آلاینده های co2، nox و co نیز در تحلیل زیست محیطی مورد ارزیابی قرار گرفته است. پس از محاسبات انجام شده این نتایج حاصل شد که سیستم از نظر ترمودینامیکی و زیست محیطی مزایای بسیاری دارد. اما با شرایط اقتصادی حال حاضر کشور استفاده از سیستم cchp توصیه نمی شود.

بیشترین میزان آلاینده هیدروکربن نسوخته در موتورهای احتراق داخلی بنزینی در یک تا دو دقیقه اول کارکرد موتور تولید می شود. به این مرحله از کارکرد موتور حالت استارت سرد گفته می شود. به دلیل وضع استانداردهای سختگیرانه مربوط به میزان آلاینده های تولید شده توسط خودروها، کاهش هیدروکربن نسوخته خروجی کل از اگزوز خودرو مورد توجه بسیاری از پژوهش گران دانشگاهی و صنعتی قرار گرفته است. هدف از انجام این پژوهش کاهش میزان تولید هیدروکربن نسوخته خروجی از اگزوز خودروها می باشد. این کار به دو روش کلی امکان پذیر می باشد که روش اول اعمال تغییرات سخت افزاری و روش دوم ایجاد تغییرات نرم افزاری در سیستم عملکردی موتور خودرو می باشد. در این پژوهش سعی شده تا با استفاده از روش های نرم افزاری دستیابی به این هدف امکان پذیر شود. در این پژوهش ابتدا با استفاده از پژوهش های انجام گرفته در زمینه استارت سرد به مدل سازی و طراحی کنترلر در حالت استارت سرد برای یک موتور cc2400 شرکت تویوتا پرداخته و در ادامه با پیاده سازی استراتژی های کاهش میزان hc خروجی و یافتن شرایط بهینه میزان هیدروکربن تولیدی توسط خودرو کمینه شده است. در نهایت میزان تولید هیدروکربن نسوخته از اگزوز خودرو تا حدود 30 درصد نسبت به حالت اولیه کاهش یافته است.

در تحقیق پیش رو جوشش جریانی مادون سرد نقطه ای سیالات آب خالص، مخلوط آب/اتیلن گلیکول با نسبت حجمی %50-50 و نانو سیال آب/ آلومینا در غلظت حجمی %25/. بصورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور پس از طراحی و ساخت یک دستگاه آزمایش، اثر پارامترهای سرعت سیال، زبری و زاویه سطح جوشش مورد مطالعه قرار گرفته است. این دستگاه از یک کانال شیشه ای عایق که یک استوانه آلومینیومی در کف آن تعبیه شده، تشکیل شده است. سرعت های سیال ، زبری های سطح و در بحث بررسی اثر زاویه سطح نیز هفت آزمایش مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از اطلاعات آزمایشگاهی بدست آمده برای سیالات مذکور، در ناحیه انتقال حرارت جابجایی اجباری و جوشش جریانی مدل های ریاضی مستقل ارائه شده اند. مقایسه نشان می دهد که این مدل ها نسبت به نتایج آزمایشگاهی از دقت قابل قبولی برخوردار هستند. همچنین نتایج آزمایشگاهی نشان می دهند استفاده از نانو سیال آب/آلومینا بجای سیال پایه باعث بهبود عملکرد انتقال حرارت جوشش جریانی می شود. در بحث اثر زاویه سطح روی جوشش جریانی نتایج آزمایشگاهی نشان می دهند برای سطح صاف، با مایل کردن سطح در تمامی زوایا ضریب انتقال حرارت جوشش جریانی افزایش یافته و برای سطح زبر، با اعمال زاویه به سطح، ضریب انتقال حرارت کاهش می یابد.

در این پایان نامه انتقال حرارت جوشش استخری نانوسیال آب-آلومینا با غلظت های حجمی مختلف به صورت آزمایشگاهی بررسی شده است. سطح افقی جوشش به شکل دایروی تخت و از جنس آلومینیوم و مس می باشد. این آزمایش ها در فشار محیط و به منظور مشاهده تأثیر غلظت نانوسیال، زبری و جنس سطح جوشش بر ضریب انتقال حرارت جوشش استخری انجام شده اند. نتایج نشان دادند، هنگام استفاده از نانو سیال، ضریب انتقال حرارت سطح جوشش آلومینیومی نسبت به سیال پایه کمتر بوده و این کاهش در غلظت های پایین نانوسیال بیش تر مشاهده می شود. در ادامه، زبری سطح جوشش آلومینیومی تغییر داده شد. مشاهده گردید که با افزایش زبری، ضریب انتقال حرارت جوششی آب مقطر و نانوسیال بهبود می یابد. در انتها، سطح جوشش مسی جایگزین سطح آلومینیومی گردید. با توجه به منحنی های جوشش، این سطح جدید سبب کاهش ضریب انتقال حرارت در آب مقطر و افزایش آن در نانوسیال شده است.

در این پژوهش، مدل سازی عددی دوبعدی جریان و انتقال حرارت در مبدل گرم موتور استرلینگ انجام شده-است. جریان در این مبدل تراکم پذیر و آشفته در نظر گرفته شده و با ارائه مدلی برای انتقال حرارت و ضریب اصطکاک در لوله، اثر تغییر در فرکانس، طول جابجایی پیستون، فشار کاری و جنس سیال جهت بهبود انتقال حرارت بررسی شده است. در ادامه با تغییر طول مبدل و همین طور قرار دادن فین، قابلیت های هندسی ممکن جهت افزایش انتقال حرارت مورد بررسی قرار گرفته اند. با تعمیم نتایج این تحقیق و استفاده از روابط ارائه شده در آن، می توان ظرفیت های انتقال حرارت در موتور های استرلینگ مختلف را نیز افزایش داد.

این پژوهش به تحلیل چرخه گرماپویایی موتور استرلینگ پرداخته و با ارائه مدلی تحلیلی روشی برای تخمین توان خروجی و بازده موتورهای واقعی ارائه نموده است. تلفات انرژی موتور استرلینگ گردآوری و معرّفی شده اند. با ارائه توابع تصحیح، نتایج معادله اشمیت به نتایج دقیق تر مدل بی دررو تصویر شده است تا بی نیاز از روش های عددی و برنامه های رایانه ای، نتایجی با دقّت و صحّت قابل مقایسه با نتایج روش بی دررو به دست آید. مدل کردن رابطه بین نتایج دو روش، از طریق برازش چند عامله غیرخطّی اجرا شده و روابط جدیدی مبتنی بر روابط اشمیت و شامل ضرایب تصحیحی که خود تابع مشخّصات ساختاری و عملکردی موتور هستند، ارائه شده است. با استفاده از معادلات تصحیح شده و با در اختیار داشتن روابط تلفات انرژی موتور، امکان تخمین توان خروجی و بازده حرارتی موتورهای حقیقی فراهم آمده است. این فرآیند روی موتور شناخته شد? gpu-3 اِعمال شده و نتایج مدل با داده های آزمایشگاهی موتور نامبرده مقایسه شده است.