با توجه به کاربرد و استفادۀ گستردۀ پلی پروپیلن (پی پی) در زندگی روزانه و قابلیت اشتعالی بالایی که دارد، لزوم مطالعۀ دقیق رفتار احتراقی آن اجتناب ناپذیر است. مواد پلیمری در اثر جذب حرارت تجزیه شده و گازهای قابل احتراقی تولید می کنند که در صورت قرار گرفتن در شرایط مناسب شعله ور می شوند. نتایج پژوهش های متعدد آزمایشگاهی و تئوری نشان داده است که نرخ تجزیۀ حرارتی و یا به عبارت دیگر نرخ تولید گازهای قابل احتراق مهم ترین عامل در فرایند افروزش پلیمرها می باشد. ایمنی مواد در برابر آتش را می توان به قدر کافی با افزایش مقاومت افروزش، کاهش سرعت پیش روی شعله، کاهش نرخ حرات آزاد شده و کاهش تولید گازهای خطرناک و محصولات احتراق و ترجیحاً بکار بستن تمام موارد افزایش داد. استفاده از افزودنی های تأخیرانداز شعله بیشترین روش مشترک برای افزایش ایمنی در برابر آتش در محدودۀ وسیعی از محصولات پلیمری می باشد. به همین دلیل بررسی اثر مواد افزودنی جهت کنترل نرخ تجزیۀ حرارتی پلیمرها به گونه ای که بر روی خواص فیزیکی و قیمت محصول تمام شده حداقل تأثیر را داشته باشد از اهمیت بالایی برخوردار است. کربنات کلسیم مادۀ نسبتاً ارزانی است که در طبیعت به وفور وجود دارد و باعث پایداری حرارتی و تقویت کردن برخی خواص مکانیکی پلی پروپیلن می شود. یکی از کاربردهای مهم فناوری نانو بالا بردن مقاومت پلیمرها در برابر آتش و درنتیجه دیرسوز کردن آن ها می باشد. در این پژوهش اثر ذرات نانو کربنات کلسیم بر روی سرعت پیش روی شعله، نرخ حرارت آزاد شده، مقاومت افروزش و تولید گازهای سمی از قبیل منو اکسید کربن در پلی پروپیلن به دو روش آزمایشگاهی و تئوری انجام شده است. نتایج روش آزمایشگاهی (انجام شده بر روی یک ورق قائم) نشان می دهند که افزایش درصد وزنی ذرات نانو کربنات کلسیم به پلی پروپیلن سرعت پیش روی شعله (حرکت شعله به سمت پایین)، نرخ حرارت آزاد شدۀ بیشینه و منواکسید کزبن تولید شده را کاهش می دهد در حالیکه باعث افزایش مقاومت افروزش می گردد. نتایج روش تئوری نشان می دهند که سرعت پیش روی شعله با عکس ضخامت نمونه، خواص حرارتی ماده، ضریب ریزش ماده و درصد مادۀ افزودنی متناسب است. با مقایسه کردن نتایج تئوری و آزمایشگاهی با یکدیگر ضریب تناسب استخراج شده است.

مدلسازی اسپری به دلیل کاربرد فراوانی که در صنایع مختلف دارد از اهمیت زیادی برخوردار است. بدین منظور شبیه سازیهای عددی نقش موثری در شناخت بیشتر پدیده پاشش مایع و شکل گیری اسپری دارند. از آنجا که این پدیده، پدیده ای پیچیده و تا حدودی ناشناخته است، برای مدلسازی آن نیاز به شناخت سازوکارهای مختلفی که در حین پاشش مایع صورت می گیرد وجود دارد. از جمله سازوکارهای مهم و اساسی که نقش موثری در شبیه سازی دقیق پدیده پاشش دارد، فرایند شکست اولیه است. فرایند شکست اولیه، مکانیسمی است که در آن یک جت یا فیلم مایع بوسیله انرژی جنبشی خودش یا با در معرض قرار گرفتن در یک جریان گاز با سرعت بالا و یا در نتیجه یک انرژی مکانیکی خارجی که از طریق یک وسیله مرتعش یا چرخان به آن القاء می شود به قطرات مایع شکسته شود. در کنار تمام روشهای موجود برای شبیه سازی اسپری، شبیه سازی به روش اویلرین- لاگرانژین به دلیل بازدهی بالای محاسبات و همچنین دقت بالای روش در پیش بینی نتایج آزمایشگاهی همچنان بعد از گذشت دو دهه یکی از روشهای رایج برای شبیه سازی اسپری می باشد. اما این روش به هرحال دارای مشکلاتی، از جمله حساسیت به پارامترهای شبیه سازی می باشد. فاز اول این تحقیق بررسی این وابستگی ها می باشد. برای این منظور برای افشانک روزنه مسطح اثر پارامترهای اندازه شبکه محاسباتی، گام زمانی و ثوابت مدل شکست ثانویه بررسی شده اند. در فاز دوم این تحقیق مدل شکست اولیه ناپایداری خطی در شبیه سازی پاشش سوخت از افشانک چرخشی فشار بالا بکار گرفته شده است و نتایج آن با نتایج آزمایشگاهی و نتایج مدل شکست اولیه اتفاقی که از یک تابع توزیع خاص برای پاشش قطرات اولیه استفاده می کند مقایسه شده است. علاوه بر این، اثر پارامترهای محیطی بر ساختار و طول نفوذ اسپری چرخشی فشار بالا بحث و بررسی شده است.

در این تحقیق اندازه گیری ضخامت لایه مرزی به روش آزمایشگاهی سرعت سنجی تصویر ذرات بر روی صفحه تخت قائم با شار حرارتی ثابت در جابجایی آزاد آرام در سیال آب و نانوسیال اکسید تیتانیوم و مقایسه آنها با یکدیگر بیان می شود؛ روش سرعت سنجی از تصویر ذرات به عنوان روشی مناسب در بررسی جریان در سیال که روشی تمام میدانی و غیر مخرب برای تعیین میدان سرعت لحظه ای یک سیال در حال حرکت می باشد، شناخته شده است. اساس این روش اندازه گیری میزان جابجایی دانه های ردیاب پلی استایرن معلق شده در سیال که توسط لیزری با شدت نور مناسب درخشان می شود در فاصله زمانی دو عکس متوالی از حرکت سیال و پیدا کردن سرعت سیال با استفاده از مقدار این جابجایی و فاصله زمانی دو عکس و با کمک پردازش تصویرهای لیزری می باشد. این تکنیک بر خلاف بسیاری از روشهای اندازه گیری سرعت که نیاز به فرو بردن حسگر در داخل جریان دارد هیچ گونه اثری بر روی رژیم جریان نمی گذارد. این مزیت برای بعضی کاربردها مثل بررسی لایه مرزی که بردن هر گونه حسگری باعث به هم ریختن جریان می شود، حیاتی می باشد. ضخامت لایه مرزی در سیال آب و نانوسیال اکسید تیتانیوم با شارهای حرارتی مختلف اندازه گیری و برای مقایسه در نمودارهای مختلف رسم می گردد و مشاهده می شود که استفاده از نانوسیال اکسید تیتانیوم و افزایش کسر حجمی ذرات که خواص سیال را بهبود می بخشد باعث کاهش در ضخامت لایه مرزی سرعتی می گردد. ضخامت لایه مرزی سرعتی نقطه ای می باشد که مولفه قائم و افقی سیال با هم برابر می باشند. با استفاده از روش سرعت سنجی تصویر ذرات سرعت در تمام نقاط لایه مرزی محاسبه می شود. مزیت عمده و منحصر به فرد سرعت سنجی تصویر ذرات داشتن میدان سرعت در تمام نقاط صفحه مورد مشاهده از سیال می باشد. در حالیکه اکثر روشهای اندازه گیری سرعت را در یک نقطه ارائه می کنند.

پدیده تغییر فاز در محدوده وسیعی از فرایندهای صنعتی روی مواد غذایی اتفاق می افتد. در چنین فرایندهایی, یک مرز جدا کننده بین فازهای مختلف تشکیل می شود. خصوصیات انتقال به طور قابل ملاحظه ای بین دو فاز تغییر می کنند و لذا باعث تفاوت در میزان انتقال انرژی و جرم به فاز دیگر می شود. خشک کردن یکی از فرایندهای مهم پس از برداشت مواد غذایی و گیاهی می باشد که پدیده های انتقال حرارت, جرم و تبخیر به طور هم زمان در طی این فرایند اتفاق می افتند. هدف از خشک کردن مواد امکان افزایش دوره نگهداری آن ها، کاهش حجم مواد و فضای لازم برای بسته بندی آن ها و کاهش هزینه های حمل و نقل می باشد. طی فرایند خشک کردن می بایست حفظ بافت، رنگ و طعم و ارزش غذایی فراورده را نیز مد نظر داشت. از این رو, در حین فرایند باید کنترل های دقیقی به منظور جلوگیری از ضایعات حرارتی اعمال گردد. در گرمایش (خشک کردن) مواد غذایی, هم زمانی انتقال حرارت و جرم, شبیه سازی اینگونه مسائل را مشکل می کند. با توجه به این که خشک کردن, حذف حداکثر آب از فراورده با هدف افزایش مدت ماندگاری, از قدیمی ترین روش های نگهداری مواد غذایی و فراورده های کشاورزی می باشد. مدل سازی عددی این پدیده به صورت وسیعی انجام شده است. ولی به روش تحلیلی این مدل سازی با فرضیات محدودکننده ای همراه بوده که مهمترین فرض, ثابت بودن دمای جسم (ماده غذایی) در زمان انجام فرایند است. در این تحقیق با مطالعه دقیق پدیده, روشی جدید جهت حل هم زمان معادله های یک بعدی انتقال حرارت و جرم، در مختصات کارتزین و استوانه ای، به روش تحلیلی ارائه گردیده است. برای مدل سازی, خواص مواد غذایی هویج و انبه در نظر گرفته شده است. در ابتدا, جهت ارزیابی روش حل پیشنهادی, نتایج تحقیق حاضر و نتایج آزمایشگاهی با یکدیگر مقایسه گردیده و تطابق خوبی مشاهد شده است. سپس برای حالت هاییجکه کنترل کننده فرایند خشک کردن درونی و بیرونی/درونی؛ دمای درون ماده یکنواخت و غیریکنواخت؛ و ماده غذایی برش خورده و استوانه ای باشد، نتایج ارائه شده است. نتایج این پژوهش نشان می دهد با به کارگیری روش حل پیشنهادی می توان به راحتی پدیده های انتقال حرارت, جرم و تبخیر را مدل نمود و به سرعت تغییرات دما و رطوبت ماده غذایی را طی فرایند خشک کردن به دست آورد. نتایج تحقیق حاضر و هم چنین روش حل پیشنهاد شده می تواند برای کاربردهای مهندسی که به دنبال مدلی کارامد و سریع میجباشند مورد استفاده قرار گیرد.

در پژوهش حاضر، جریان و انتقال حرارت در یک محفظه ی مربعی متخلخل اشباع شده از سیال به صورت عددی و با استفاده از مدل غیر دارسی مورد مطالعه قرار گرفته است. در بیشتر مطالعات عددی انجام شده از مدل دارسی به دلیل سادگی حل برای مدل سازی انتقال ممنتوم در محیط متخلخل استفاده می گردد، در حالی که این مدل تنها برای حالت هایی که میزان نفوذ پذیری محیط متخلخل بسیار پایین و یا سرعت جریان سیال در محیط کوچک باشد، معتبر می باشد. در این پژوهش برای مدل سازی انتقال ممنتوم در محیط متخلخل از مدل برینکمان- فرکهایمر که یکی از جدیدترین مدل های ارائه شده می باشد، بهره گرفته شده است. همچنین خواص سیال غیر از چگالی که در نیروهای شناوری ظاهر می شود و از تقریب بوزینسک محاسبه می گردد، در حوزه ی حل به صورت ثابت در نظر گرفته شده اند. معادلات حاکم بر مسئله متشکل از معادلات پیوستگی، ممنتوم و انرژی به همراه شرایط مرزی مربوطه پس از بی بعد سازی با استفاده از پارامتر های بدون بعد مناسب، به روش حجم محدود گسسته شده و سپس دستگاه معادلات وابسته گسسته شده به کمک الگوریتم سیمپل و روش ماتریس سه قطری به صورت عددی حل شده اند. به علاوه، اثر حضور میدان مغناطیسی خارجی در اطراف محفظه در حالاتی که سیال رسانای جریان الکتریسیته باشد نیز بر روی مشخصه های جریان و انتقال حرارت مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده برای محدوده ی وسیعی از اعداد بدون بعد حاکم از جمله عدد دارسی، عدد رایلی، عدد پرانتل و عدد هارتمن، بر حسب عدد ناسلت موضعی و متوسط، خطوط جریان و خطوط دما ثابت نمایش داده شده اند. در پایان نیز اثر وجود یک یا چند گرمکن درون محفظه بر جریان و نرخ انتقال حرارت در محفظه ی متخلخل مورد بررسی قرار گرفته است.

در پژوهش حاضر، اثرات میدان مغناطیسی بر جریان انتقال حرارت و جرم جابه جایی ترکیبی بر روی صفحه متحرک عمودی واقع در یک محیط متخلخل مورد بررسی قرار گرفته است. اثرات متقابل دافور و جرم و همچنین واکنش شیمیایی مرتبه اول نیز در نظر گرفته شده است. جملات مربوط به تولید انرژی و تابش در معادله انرژی ظاهر شده اند. بدلیل آنکه شرط مرزی جابه جایی یک حالت کلی تر برای دو شرط دماثابت و عایق است و در بسیاری از فرایندهای مهندسی، این شرط به حالت واقعی نزدیکتر می باشد، از شرط جابه جایی در دیواره استفاده شده است. برای این منظور سمت چپ صفحه توسط سیال گرم، از طریق انتقال حرارت جابه جایی، حرارت داده می شود. سیال سرد واقع در سمت راست صفحه، نیوتنی و هادی الکتریکی فرض می شود و جریان نیز از نوع آرام و پایا در نظر گرفته شده است. به غیر از چگالی، بقیه خواص مستقل از دما و غلظت گونه شیمیایی فرض می شوند و از تقریب بوزینسک برای نیروهای شناوری استفاده می شود. معادلات حاکم با تعریف پارامتر تشابهی مناسب به معادلات دیفرانسیل معمولی تبدیل شده و با استفاده از روش پرتابی با رانج-کوتای مرتبه 6 حل شده اند. همچنین تاثیر پارامترهای گوناگون بر توزیع سرعت، دما و غلظت گونه واکنش دهنده به صورت نمودار نشان داده شده است. به علاوه تاثیر این پارامترها بر ضریب اصطکاک، اعداد ناسلت و شرود نیز بررسی شده است. • عدد بایوت به شدت بر میزان انتقال حرارت تاثیر می گذارد به طوری که با افزایش این عدد، دما افزایش می یابد. با کوچک شدن پارامتر نفوذپذیری و افزایش مقاومت ناشی از ماده ی متخلخل در برابر جریان سیال، از سرعت سیال کاسته شده و مکانیزم انتقال حرارت تنها از طریق رسانش صورت خواهد گرفت. وجود یک میدان مغناطیسی در حوزه ی سیالی که هادی الکتریکی است، تولید نیرویی ممانعت کننده کرده که از حرکت سیال به سمت بالا جلوگیری به عمل می آورد. با افزایش عدد دافور و بدلیل تولید شار حرارتی ناشی از گرادیان غلظت، دما افزایش می یابد. با زیاد شدن عدد سارت، و بموجب تولید شار جرمی ناشی از گرادیان دما، مقدار غلظت زیاد می شود. تاثیرات عدد اشمیت یکی دیگر از موضوعاتی بوده که در این پژوهش به آن توجه شده است. طبق تعریف، عدد اشمیت بیان کننده نسبت نفوذ مولکولی سیال به نفوذ جرمی است. با افزایش عدد اشمیت، گونه ها سنگین تر شده و پخش گونه های سنگین تر در هوا، تمایل به کاهش دادن مقدار سرعت در لایه مرزی را دارد. به علاوه غلظت ذرات کاهش یافته و لایه مرزی غلظتی نازک تر می شود.

در این پژوهش، مسأله ی انتقال حرارت ناشی از فرایند تغییر فاز بخار گرم به مایع در اثر فرایند چگالش لایه ای آرام، همراه با در نظر گرفتن انتقال حرارت همرفت آزاد، اجباری و مختلط بر روی یک لوله ی بیضوی افقی و همدما مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. با استفاده از معادلات بقای جرم، مومنتوم و انرژی، ضخامت لایه ی چگالیده و توزیع های سرعت و دما بدست آورده شده اند. جهت محاسبه ی ضخامت لایه ی چگالیده از روش عددی رانج-کوتای مرتبه 4، استفاده گردیده است. در مورد عوامل موثر بر ضخامت لایه ی چگالیده بحث شده است. با توجه به شرایط حاکم بر مسأله، این امکان وجود دارد که لایه ی مایع ضمن حرکت بر روی لوله از روی سطح آن جدا شود. جدایش لایه ی چگالیده بر نرخ انتقال حرارت اثر می گذارد. به همین منظور، اثر جدایش لایه ی مایع در حل معادلات منظور گردیده است و پارامترهای موثر بر زاویه ی جدایش، مورد مطالعه قرار گرفته اند. علاوه بر این، بر روی خواص فیزیکی و گستره ی پارامترهای بی بعد، بررسی هایی صورت پذیرفته است. همچنین تلاش شده است که محدوده های همرفت آزاد، اجباری و مختلط از یکدیگر تفکیک شوند و بر روی عوامل موثر بر گستره ی این نواحی، تحقیق شده است. بررسی اثر عدد باند، عدد گرادیان فشار بی بعد و ضریب بیضوی بر روی عدد ناسلت، از جمله مواردی هستند که جهت تکمیل تجزیه و تحلیل فرایند چگالش بر روی لوله، مورد توجه قرار گرفته اند.

در این مطالعه، سعی در بهینه سازی انتقال حرارت در کانال های دارای دیواره حفره گذاری شده است. ابتدا با استفاده از منابع موجود و مقایسه با روش زائده گذاری دیواره، مهمترین پارامترهای تاثیر گذار در مشخصات روش شناسایی شده اند. سه پارامتر عدد رینولدز جریان، نسبت عمق حفره به ارتفاع کانال ( ) و نسبت عرض حفره به ارتفاع کانال ( ) بیشترین تاثیر در نتایج بهبودسازی به روش حفره گذاری دیواره را دارند. سپس با استفاده از یک الگوریتم حل عددی نسبت به حل معادلات حاکم در جریان آرام هوا در کانال و در حالات مختلف اقدام شده است. در مرحله بعد معیارهای موجود برای مقایسه میزان بهبودسازی حرارتی-هیدرولیکی بررسی شده اند. روش تولید انتروپی بهبود یافته به دلیل منطق ونتایج خوب حاصله و همچنین سادگی نسبی اجرای آن برای مقایسه حالات مختلف انتخاب شده است. سپس با استفاده از روش تولید انتروپی بهبود یافته برای یافتن مقدار بهینه هر یک از پارامترهای ذکر شده در بالا سعی شده است. بهترین مقدار پارامتر برابر با 5/0، بهترین مقدار پارامتر برابر با 5/2 و عدد رینولدز بهینه تقریبا برابر با 1000 با استفاده از این روش بدست آمده اند. مقایسه ای بین نتایج روش حفره گذاری، زائده گذاری و زائده- حفره گذاری روی دیواره کانال با استفاده از روش تولید انتروپی بهبود یافته انجام شده است. در رینولدزهای پایینتر از 300، روش زائده-حفره گذاری و در رینولدزهای بالاتر روش حفره گذاری بهترین نتایج را از خود نشان داده اند. تاثیر سطح مقطع حفره ها بر جریان بررسی شده و حفره های با سطح مقطع دایروی به عنوان بهترین شکل ایجاد شیار در کانال انتخاب شده اند. در نهایت تاثیر نسبت فاصله حفره ها به عرض آنها در کانال بررسی شده و مقدار بهینه 5/1 برای این پارامتر بدست آمده است.

در پژوهش حاضر، جریان آرام و پایا واکنش احتراق استوکیومتریک مخلوط پیش آمیخته هیدروژن- هوا در مشعلهای استوانه ای با مقیاس میکرو به همراه آلاینده nox تولیدی حاصل از این فرآیند از طریق مدلسازی عددی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. هندسه مذکور به گونه ای مدل سازی شده است که امکان تغییر سایز با حفظ شکل کلی از مقیاسهای میکرو به ماکرو را در دستگاه مختصات محوری-شعاعی دارا می باشد و امکان بررسی و سنجش پدیده احتراق را در مقیاس های مورد نظر فراهم می نماید. در واقع در این دستگاه، معادلات بقای جرم، اندازه حرکت، انرژی و گونه های شیمیایی به شکل عمومی نوشته می شوند و با استفاده از روش انفصالی حجم محدود حل می گردند. از سوی دیگر برای مدل سازی فرآیند احتراق یعنی محاسبه نرخ مصرف سوخت و آزاد شدن انرژی های ناشی از آن از مدل تک مرحله ای پیش آمیخته آرنیوس و بمنظور مدل سازی nox تولیدی حاصل از فرآیند احتراق مکانیسم حرارتی زلدوویچ استفاده شده است. در نهایت با تلاش انجام شده در خصوص تغییر پارامترهای تاثیر گذار فیزیکی، شیمیایی بر عملکرد فرآیند احتراق و تولید آلاینده nox در دو مقیاس مذکور مشخص گردید که با بزرگ شدن ابعاد مشعل، دما و راندمان احتراق افزایش می یابد و با کاهش عرض مشعل میزان آلاینده nox حرارتی کمتر و با توجه به نوع و میزان سوخت مورد استفاده nox فوری تشکیل نمی شود. در واقع در نمودارهای تولید این آلاینده (nox حرارتی) دو جهش قابل ملاحظه با تغییر سایز ایجاد می گردد و سایز مناسب بمنظور دستیابی به فرآیند احتراق پایدار با راندمان مطلوب و حداقل تولیدآلاینده nox در حدود ابعاد 2 تا 70 میلیمتر عرض ریز احتراقها (مشعلهای میکرو) پیشنهاد می گردند.

در سال های اخیر با توجه به پیشرفت های صورت گرفته در زمینه فناوری ریزساخت، تولید ریزسیستم هایی در ابعاد میکرو/نانو میسر گردیده است. تجزیه و تحلیل رفتار سیالات عامل در این سیستم ها که عموما از آنها به عنوان میکرو/نانوسیستم های الکترومکانیکی نام برده می شود امروزه تبدیل به یکی از پویا ترین رشته ا تحت عنوان ریزسیالات یا میکرو/نانوسیالات شده است. در پروژه حاضر جریان کوئت که یکی از انواع جریان های رانده شده به وسیله تنش برشی و به عنوان مسئله ای کلاسیک در مکانیک سیالات شناخته می شود در نظر گرفته شده و با استفاده از روش dsmc به شبیه سازی و بررسی فیزیک حاکم پرداخته می گردد. هدف در این پایان نامه علاوه بر حل جریان، محاسبه کمیت های مرتبط به قانون دوم در چارچوب معادله انتقال انتروپی از دیدگاه میکروسکوپیک می باشد چرا که چنین کمیت هایی در اکثر مسائل انتقال ممنتم و حرارت کمک می کند که از فیزیک حاکم درک بهتری حاصل گردد. در این پایان نامه روش های مختلف محاسبه انتروپی و تولید انتروپی توصیف می گردند و در مسئله کوئت به کار گرفته می شوند. همچنین اثرات رقیق شدگی و تراکم پذیری مورد مطالعه قرار می گیرند و در مورد مزایا و معایب این مدل ها بحث می گردد و یک مدل ترکیبی برای مطالعه تولید انتروپی پیشنهاد می شود. شبیه سازی حاضر برای محدوده وسیعی از عدد نودسن و عدد ماخ به طوری که رژیم های مختلف این دو عدد بی بعد را پوشش دهند اجرا گردید. از بررسی اثرات تراکم پذیری اینطور می توان نتیجه گرفت که افزایش سرعت دیواره منجر به افزایش سرعت، دما، شار حرارتی و کاهش قدر مطلق تنش برشی در دامنه حل می گردد. مهمترین پارامتر در اینجا اتلاف گرمایشی لزجی می باشد که با افزایش سرعت دیواره افزایش می یابد. همچنین افزایش عدد ماخ دیواره منجر به غیر یکنواخت شدن نیمرخ های انتروپی با بیشینه ای در مرکز کانال و تولید بیشتر انتروپی در کل مناطق کانال می شود. نتایج به دست آمده نشان می دهد که انتروپی و دما روند مشابهی نشان می دهند. با بررسی اثرات رقیق شدگی می توان نتیجه گرفت که افزایش عدد نودسن منجر به کاهش سرعت و افزایش دما، شار حرارتی و تنش برشی در دامنه حل می شود. ملاحظه می شود گرادیان نیمرخ سرعت با رقیق شدن جریان کاهش می یابد که به دلیل توسعه لایه نودسن در کل حوزه می باشد. همچنین افزایش عدد نودسن منجر به تولید نیمرخ های یکنواخت تولید انتروپی می گردد. محاسبه انتروپی و تولید آن در دامنه حل نشان می دهد که این دو کمیت رفتارهای متفاوتی از خود به نمایش می گذراند. در اینجا علت اصلی انتقال انتروپی، شار انتروپی می باشد. این کمیت انتروپی تولید شده در کنار دیواره ها را به بیرون کانال منتقل می کند. نشان داده می شود می توان از پارامتر تولید انتروپی در واحد چگالی، به جای عدد نودسن موضعی و به عنوان ملاکی برای درجه غیر تعادلی بودن جریان استفاده کرد.

شبیه سازی عددی اسپری به دلیل کاربرد فراوانی که در صنایع مختلف دارد از اهمیت زیادی برخوردار است. در این پایان نامه، پاشش سوخت ایزواکتان توسط افشانک چرخشی مورد مطالعه قرار گرفته است. به منظور حل مشکل وابستگی به مش رویکرد اویلری – لاگرانژی، از روش پالایش شبکه بندی در هر گام زمانی استفاده شده است. تأثیر تغییر در شرایط پاشش مثل افزایش فشار پاشش، بر پارامترهای اسپری تبخیری و غیر تبخیری مورد بحث و بررسی قرار گرفته و میزان حساسیت پارامترهای اسپری از جمله عمق نفوذ بخار، نسبت به این تغییرات محاسبه شده است. دست یابی به یک کد عددی معتبر، دقیق و سریع، یکی از اهداف این پژوهش بوده است، به عنوان نمونه با پیاده سازی روش پالایش شبکه، حدود 35% زمان حل مسئله افزایش یافت. نتایج آزمایشگاهی، اعتبار و جامعیت این کد را تأیید نموده اند.

فرآیند احتراق یکی از بخش های اساسی در صنعت می باشد که دارای آلاینده های زیست محیطی فراوانی است. کاهش آلاینده ها در فرآیند احتراق به عوامل متعددی از قبیل ترکیب، دما، اغتشاش و غیره بستگی دارد. در سال های اخیر روش های متعددی جهت کاهش آلاینده ها و کاهش مصرف سوخت مورد توجه دانشمندان قرار گرفته است، یکی از این راهکارها استفاده از فرآیند احتراق بدون شعله می باشد. احتراق بدون شعله، احتراقی است که تحت شرایط دمای هوای ورودی بالا و میزان کم اکسیژن، کار می کند. در این پایان نامه به منظور شبیه سازی این فرآیند از نرم افزار اپن فوم استفاده شده است، اما از آنجا که این نرم افزار قابلیت شبیه سازی و محاسبه هیچ یک از گونه های آلاینده ها را دارا نمی باشد لذا به گسترش آن برای محاسبه میزان آلاینده ها از قبیل nox و co پرداخته شده است. همچنین توسعه ی آن برای مدل آشفتگی شبیه سازی گردابه های بزرگ، شبیه سازی احتراق بدون شعله برای انواع سوخت ها، محاسبه توزیع دما و مقایسه مدل های آشفتگی k-? برای حالت دو بعدی و شبیه سازی گردابه های بزرگ به صورت دو و سه بعدی مورد بررسی قرار می گیرد.

در پژوهش حاضر مدل سازی نشتی خط لوله گاز و عوامل موثر بر دبی نشتی و زمان تخلیه پس از وقوع حادثه به منظور برآورد میزان انرژی هدر رفته و تعمیر و اصلاح خط مورد بررسی قرار گرفته است. به دلیل کاربردی بودن پروژه و نیاز به مدت زمان اجرای کوتاه برنامه از مدل سازی شبه یک بعدی جهت بدست آوردن معادلات حاکم استفاده می شود. معادلات اویلر پس از اصلاح و اعمال نیروی اصطکاک در معادلات مومنتوم و انرژی و مدلسازی نشتی جزئی بصورت جمله چشمه در معادلات حاکم، توسط روش تفاضل محدود مک کورمک جهت انفصال معادلات دیفرانسیل جزئی و حل آنها استفاده می شود. جهت اعتبار سنجی نتایج حاصل از برنامه، در حالت پایا با نتایج حل تحلیلی جریان فانو و حل تحلیلی یوها مقایسه شدند؛ همچنین به دلیل گذرا بودن نتایج زمان تخلیه به بررسی صحت معادله پیوستگی جرم و مقایسه با نتایج میدانی و آزمایشگاهی پرداخته شده است. مدل سازی فیزیکی به دو بخش مدل سوراخ و لوله تقسیم می شود. اگر نسبت قطر نشتی به قطر لوله کمتر از 15 درصد باشد از مدل سوراخ استفاده شده و اگر قطر نسبی نشتی از 30 درصد افزایش یابد از تحلیل جریان پایین دست لوله صرف نظر شده و از مدل لوله استفاده می شود. با بی بعد سازی معادلات حاکم و بدست آوردن عوامل بدون بعد حاکم بر مسئله، نتایج بدست آمده قابل استفاده برای هر هندسه با شرایط مرزی متفاوت می باشد. نتایج به دو بخش دبی نشتی و زمان تخلیه تقسیم شده است و در پایان هر بخش پس از تحلیل نتایج به معرفی تابع برازش شده بر نتایج پرداخته شده است. با برازش داده ها توسط تابع نمایی می توان به زمان مشخصه تخلیه و دبی نشتی پس از بسته شدن شیرها دست یافت و بوسیله بی بعد سازی دوباره زمان تخلیه توسط زمان مشخصه تخلیه، منحنی یکتای تخلیه را برای مقادیر مختلف شکست بدست آورد. مقدار زمان مشخصه تابع یکتای تخلیه شامل افت فشار و دبی نشتی، یک می باشد.

در این تحقیق به مدل سازی و بررسی تاثیر کاربرد مدول های ترموالکتریک در آب شیرین کن های خورشیدی پرداخته شده است. برای این کار سه روش تجربی، مدل سازی ترمودینامیکی و شبیه سازی عددی جهت بررسی رفتار دستگاه، تحت شرایط مختلف مورد استفاده قرارگرفته اند. در روش تجربی به ساخت سه مدل مختلف و انجام آزمون بر روی آن ها تحت شرایط مختلف اقدام شده است. نتایج آزمایشگاهی نشان می دهند که استفاده از ترموالکتریک می تواند باعث تسریع در فرایند تقطیر، افزایش اختلاف دمای بین آب و محل تقطیر و همچنین افزایش قابل توجه در میزان تولید دستگاه شود. در مدل سازی ترمودینامیکی با نوشتن موازنه ی انرژی بر روی بخش های مختلف دستگاه، معادله مشخصه ی حاکم بر این نوع آب شیرین کن به صورت پارامتریک به دست آمده و ضرایب موجود در آن ها با استفاده از نتایج آزمایشگاهی محاسبه گردیده اند. نتایج مدل سازی نشان می دهند که معادله مشخصه ی دستگاه، رفتاری غیر خطی، بر حسب نسبت اختلاف دمای آب-هوا بر تشعشع خورشید، از خود نشان خواهد داد. در شبیه سازی عددی، معادلات حاکم بر انتقال حرارتِ همرفت طبیعی شامل معادلات پیوستگی، ممنتوم، انرژی و گونه، با استفاده از روش حجم محدود و با استفاده از نرم افزار فلوئنت حل گردیده، نتایج حاصل از آن نیز جهت بررسی ساختار جریان درون دستگاه، همچنین به دست آوردن ضرایب انتقال حرارت جابجایی و تبخیر بین آب، شیشه و ترموالکتریک مورد استفاده قرار گرفته اند. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهند که مدل متداول دانکل امکان استفاده در آب شیرین کن های ترموالکتریک دار را نداشته و به این ترتیب روابط جدیدی برای محاسبه ی ضرایب انتقال حرارت همرفت و تبخیر پیشنهاد شده اند. روابط به دست آمده نشان می دهند که ضرایب انتقال حرارت همرفت تابعی از اختلاف دمای بین آب، شیشه و ترموالکتریک، همچنین فشار بخار بر روی آن سطوح خواهند بود. ضرایب انتقال حرارت تبخیر بین سطوح نیز تابعی از اختلاف دما و رطوبت مخصوص بر روی سطوح خواهند بود. همچنین با استفاده از روابط به دست آمده، رابطه ی جدیدی برای محاسبه ی تولید کل آب شیرین کن بر حسب دمای سطوح آب، شیشه و ترموالکتریک پیشنهاد شده است که دارای دقت 22% در تخمین تولید دستگاه می باشد.

در مطالعه ی حاضر پدیده ی خشک کردن یک جسم مرطوب دو بعدی با مکانیزم انتقال حرارت همرفت به طور تحلیلی بررسی می گردد. تحلیل دو بعدی انتقال حرارت و جرم با در نظر گرفتن شرط مرزی همرفت در تمام سطوح جسم ابتدا با فرض ضریب نفوذ ثابت (معادلات انتقال حرارت و جرم مستقل) و سپس با فرض ضریب نفوذ متغیر (معادلات انتقال حرارت و جرم وابسته) انجام می شود. ابتدا جریان خارجی و میدان دما به روش عددی پیش بینی شده و سپس ضریب انتقال حرارت همرفت تعیین می شود و پس از آن به کمک تئوری تشابه لایه های مرزی جرم و حرارت، ضریب انتقال جرم همرفت به دست می آید. میانگین ضرایب انتقال حرارت و انتقال جرم همرفت برای هر یک از سطوح به طور جداگانه محاسبه شده و سپس توزیع دما و رطوبت جسم مرطوب در زمان های مختلف با حل معادلات انتقال حرارت و جرم به روش تحلیلی بدست می آید. هدف از انجام این تحقیق پرکردن خلا روش تحلیلی در ارائه یک حل دو بعدی کارامد می باشد؛ زیرا حل های یک بعدی ارائه شده، توانایی نشان دادن تأثیر چشمگیر سطوح جلویی و عقبی جسم بر فرایند خشک کردن را ندارند و هدف عمده این پژوهش نشان دادن اثر این سطوح بر فرایند خشک کردن می باشد. برای اطمینان از صحت نتایج به دست آمده، نتایج حل تحلیلی به دست آمده با نتایج عددی مقایسهشده اند که تطبیق قابل قبولی بین آنها دیده می شود.

جریان گاز درون کاتالیست ها یک فرآیند رایج در صنایع شیمیایی می باشد. شبیه سازی چنین جریان هایی که معمولا همراه با انتقال حرارت، انتقال جرم و واکنش شیمیایی هستند از جمله مباحث پیچیده در حوزه شبیه سازی های عددی محسوب می گردد. در عمل به منظور بهبود انجام واکنش از محیط های متخلخل در کاتالیست ها استفاده می شود. با در نظر گرفتن توانایی روش شبکه بولتزمن در شبیه سازی جریان های با مرزهای هندسی پیچیده، این روش می تواند انتخاب مناسبی در مطالعه جریان درون کاتالیست ها باشد. در کار پیش رو، یک طرح عددی جامع براساس روش شبکه بولتزمن با یک زمان آسایش به منظور شبیه سازی جریان همراه با واکنش شیمیایی در محیط های متخلخل ارائه گردیده است. برای تحقق این موضوع یک مجموعه تابع توزیع به منظور شبیه سازی جریان، دما و واکنش شیمیایی به کار گرفته شده است. واکنش مورد نظر تجزیه ایزوپروپانول به منظور تولید استون و هیدروژن می باشد که از هیدروژن آن به عنوان سوخت در پیل سوختی استفاده می شود. واکنش فوق با برخورد جریان به سطح دانه های پوشیده شده با کاتالیست مس به وقوع می پیوندد. در نتیجه، جمله چشمه در معادلات انرژی و انتقال گونه ها در سطح کاتالیست دارای مقدار بوده و در غیر اینصورت صفر می باشد. نتایج نشان می دهد که روش شبکه بولتزمن می تواند به عنوان ابزاری قدرتمند در شبیه سازی جریان های با فیزیک پیچیده مورد توجه قرار گیرد. از سوی دیگر، مدل پیشنهاد شده از دقت بهتری نسبت به مدل های استفاده شده پیشین برخوردار می باشد. از سوی دیگر، مدل ارائه شده از دقت بهتری نسبت به مدل های استفاده شد پیشین روش شبکه بولتزمن برخوردار می باشد. همچنین، اثر چندین پارامتر عملکردی و هندسی روی میزان و نحوه انجام فرآیند مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت، نقاط قوت و ضعف مدل به همراه پیشنهاداتی به منظور بهبود و توسعه کار فعلی در حوزه روش شبکه بولتزمن ارائه گردیده است.

در این تحقیق اندازه گیری ضخامت لایه مرزی به روش آزمایشگاهی سرعت سنجی تصویر ذرات بر روی صفحه ی تخت قائم و افقی با شار حرارتی ثابت در جابجایی آزاد و در جریان آرام در سیال آب و نانوسیال آب-اکسید تیتانیوم و مقایسه ی آنها با یکدیگر بیان می شود؛ روش سرعت سنجی تصویر ذرات به عنوان روشی مناسب در بررسی جریان در سیال شناخته می شود، همچنین روشی تمام میدانی و غیر مخرب برای تعیین میدان سرعت لحظه ای یک سیال می باشد. این فن آوری آزمایشگاهی بر اساس جابجایی ذرات معلق در سیال که به وسیله نور یک لیزر خاص درخشان شده اند استوار است سپس سرعت سیال با استفاده از میزان جابجایی ذرات ردیاب و زمان بین دو عکس متوالی که در مرحله پردازش تصویر محاسبه می شوند بدست می آید. بر خلاف بیشتر روش های اندازه گیری ضخامت لایه مرزی، روش سرعت سنجی تصویر ذرات هیچ گونه اثری بر رژیم جریان نمی گذارد.در نتیجه این مزیت سبب گسترش این روش در زمینه های مختلف مانند توربو ماشین ها شده است. ضخامت لایه مرزی در سیال آب و نانوسیال آب-اکسید تیتانیوم و با شارهای متفاوتی اندازه گیری شد. نمودارهای سرعت نشان می دهند که استفاده از نانوسیال آب-اکسید تیتانیوم باعث کاهش ضخامت لایه مرزی می شود. با استفاده از روش سرعت سنجی تصویر ذرات پروفیل سرعت در تمام لایه مرزی بدست می آید. مزیت ویژه و قابل توجه این روش توانایی آن در نمایش میدان سرعت در تمام نقاط صفحه است در حالی که بیشتر روش های اندازه گیری سرعت، سرعت را فقط در یک نقطه می توانند بررسی کنند.

در این پژوهش به بررسی تحلیلی ریز محفظه های ¬احتراقی کاتالیزی ترکیبی پرداخته شده است. محفظه کوچک مورد بررسی دارای اندازه¬ای از مرتبه 100 تا 1000 میکرو¬متر یا کمتر در نظر گرفته می¬شود. برای حل مسئله در ابتدا به بررسی مدل یک¬بعدی کاتالیزی برای شناخت خصوصیات واکنش کاتالیزی و شناخت نقش کاتالیزور پرداخته و تأثیر دو نوع سوخت پروپان و هیدروژن در این واکنش بررسی شد. در ادامه برای مدل¬سازی دو¬بعدی ریز محفظه احتراقی کاتالیزی، طول محفظه به سه ناحیه پیش گرم، واکنشی و پس از شعله تقسیم شده است. برای حل تحلیلی دو¬بعدی از روش غیر حدی تحلیلی بر مبنای ضخامت بسیار کوچک استفاده می¬شود. بررسی این حل با استفاده از شروط مرزی و انطباقی بین ناحیه-های همسایه با در نظر¬ گرفتن واکنش احتراق یک مرحله ای و چند مرحله ای و حل معادلات درهم¬پیوسته حاکم انجام می¬شود. در این مدل دو¬بعدی جواب¬ حالت¬های کاتالیزی و غیر¬کاتالیزی، مقایسه آن¬ها و نیز بررسی استفاده از کاتالیز به تنهایی در ناحیه ابتدایی ریز محفظه احتراق انجام شده و نتایج مربوط ارائه شده است. در کلیه حالات با افزایش عدد پکلت دمای بی بعد در دو ناحیه واکنشی و پس از شعله افزایش می¬یابند اما این روند در ناحیه پیش گرم بر عکس بوده که این امر به دلیل نسبت همرفت به رسانش بیشتر در عدد پکلت بزرگ¬تر و افزایش انتقال انرژی به پایین¬دست است. همچنین با افزایش دمای بی بعد دیواره، که باعث پیش گرم شدن مخلوط نیز می¬شود، ضخامت ناحیه واکنشی کاهش می¬یابد. فاصله خاموشی کاتالیزی همواره کوچک¬تر از مقادیر غیر¬کاتالیزی آن می¬باشد که این امر نشان می¬دهد در حالت کاتالیزی اشتعال پذیری در بازه بزرگ¬تری امکان¬پذیر خواهد بود. به لحاظ بهبود اشتعال پذیری در ریز محفظه¬ احتراقی، سطح کاتالیزی در مخلوط رقیق موثر¬تر از مخلوط غلیظ است. استفاده از مدل ترکیبی می¬تواند ضمن ایجاد شرایط حرارتی مطلوب¬تر نسبت به حالت کاتالیزی در یک ریز محفظه احتراقی شرایط خاموشی را نیز نسبت به حالت غیر¬کاتالیزی بهبود بخشد.

در این تحقیق، دو حل تحلیلی برای مسأله انتقال، در طی خشک کردن همرفت با استفاده از روش تابع گرین انجام شده است. برای این حل، به ضرایب انتقال حرارت و انتقال جرم همرفت نیاز است که برای به دست آوردن آن ها، باید معادلات بقای جرم، اندازه حرکت و انرژی، در خارج از جسم مرطوب حل شوند. در جسم دو بعدی، این حل به صورت عددی انجام گرفت و ضرایب انتقال حرارت محلی در اضلاع مختلف جسم مرطوب، به دست آمدند. در جسم سه بعدی، برای مقادیر این ضرایب، از اطلاعات مقاله موهان و تالوکدار استفاده شده است. به منظور ارائه ی یک روش ساده و جدید برای حل معادلات مسأله ی انتقال، از روش تابع گرین استفاده شده است. معادلات انتقال حرارت و انتقال جرم، با استفاده از روش تابع گرین و برابر قرار دادن عملگر الحاقیِ حاکم بر معادله ی پخش، با تابع ضربه دلتا حل شدند و توزیع دما و رطوبت در داخل جسم مرطوب به دست آمدند. در جسم سه بعدی، دو معادله کوپل، با یک تقریب خوب حل شدند که این تقریب، تعریف یک تابع وزنی برای توزیع رطوبت است. با انجام این حل، مشاهده شد که تطابق خیلی خوبی بین نتایج به دست آمده و حل های پیشین برقرار است. از مزایای این حل می توان به صرف هزینه و زمان کمتر، نسبت به حل های عددی و آزمایشگاهی اشاره کرد.

امروزه با توجه به کاربرد وسیع پمپ¬های گریز از مرکز در صنعت، بهینه¬سازی این نوع از توربوماشین¬ها بسیار مورد استقبال قرار گرفته است. پمپ گریز از مرکز 200-32 تولید شده در شرکت پمپیران یک پمپ با سرعت مخصوص پایین می-باشد که شبیه¬سازی این نوع از پمپ¬ها نیاز به ملاحظات خاص خود را دارد. در بخش اول این پایان¬نامه شبیه¬سازی عددی پمپ گریز از مرکز مورد نظر در شرایط کاویتاسیونی و غیر کاویتاسیونی انجام می¬شود. به منظور دست¬یابی به این مهم، استقلال از مش و بررسی مدل¬های آشفتگی متفاوت انجام گرفته است. همچنین نتایج حاصل از مدل قاب چرخان و مش متحرک نیز با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج حاصل از حل عددی با نتایج آزمایشگاهی مطابقت قابل قبولی دارد و همچنین نشان داده شد که در نظر گرفتن زبری دیواره¬ها در پیش¬بینی عملکرد پمپ مورد نظر بسیار موثر است. لازم به ذکر است که نرم¬افزار ansys cfx به عنوان حلگر در این تحقیق مورد استفاده قرار گرفته است. به منظور انجام بهینه¬سازی، در ابتدا به تحقیق درباره¬ی عوامل هندسی موثر در عملکرد پمپ مورد نظر پرداخته شده است و از میان آنها شش عامل به عنوان عوامل بهینه سازی انتخاب می¬شوند. این شش عامل عبارت از تعداد پره، زاویه¬ی ورودی پره، زوایه بندی پره از لبه¬ی ورودی تا لبه¬ی خروجی، شکل توپی ورودی پمپ، شکل لبه¬ی ورودی پره و شکل حلزونی می¬باشند. روش تاگوچی به عنوان روش طراحی آزمایش¬در نظر گرفته شده است. پمپ بهینه شده در مقایسه با پمپ اولیه بهبود چشمگیری را در عملکرد خود در شرایط کاویتاسیون و غیر کاویتاسیون از خود نشان می¬دهد.افزایش ارتفاع رانش به میزان 15 درصد، بهبود بازده به میزان 18 درصد و کاهش ارتفاع رانش مکش مثبت خالص مورد نیاز (npsh) به میزان 30 درصد در مقایسه با پمپ اولیه، عمده¬ی نتایج این تحقیق را تشکیل می¬دهند.

توسعهی چشمگیر استفاده از سیستم های میکرو/نانو در صنایع پزشکی، الکترونیکی، مکانیکی و فضایی تحلیل و بررسی رفتار جریان را در میکرو/نانو ساختار ها ضروری می نماید. هدف اصلی پروژه ی حاضر تحلیل جریان رقیق شده ی هندسه ی دوبعدی میکرو/نانوکاویتی حرارتی با استفاده از روش شبیه سازی مونت کارلو و بررسی انتقال حرارت این جریان تحت شارحرارتی ثابت دیواره است. برای این منظور ابتدا در یک کد پایه عددی dsmc، الگوریتم اعمال شار حرارتی دیواره به روش تکرار گسترش داده شد و روابط لازم برای محاسبه ی تنش برشی و شار حرارتی از دیدگاه مولکولی به آن اضافه شده است. در این هندسه تاثیرات رقیق شدگی در بازه وسیعی از اعداد نودسن بر پارامترهای انتقال حرارتی در داخل حوزه حل و روی دیواره های کاویتی بررسی شد و مشاهده شد که با افزایش تاثیرات رقیق شدگی به دلیل کاهش برخورد بین مولکولی، انتقال حرارت کاهش می-یابد. در این بین مشاهده شد گردابه ها در کاویتی حرارتی در اعداد نودسن مختلف رفتار متفاوتی دارند به طوری که با افزایش تاثیرات رقیق شدگی گردابه ها روی دیواره پایین ضعیف می شود و گردابه هایی روی دیواره کناری به وجود می آید. در ادامه علت به وجود آمده این گردابه ها و تاثیر این گردابه ها بر رفتارهای انتقال حرارتی مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی انجام شده در این پروژه نشان می دهد که عدد ناسلت با افزایش عدد نودسن، کاهش می یابد به طوری که در عدد نودسن 3، عدد ناسلت، طبق تعریف متداول در جریان پیوسته، به صفر میل می کند. تاثیرات ساختار مولکولی به پارامتر های انتقال حرارتی در رژیم های لغزشی و انتقالی مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد در صورت استفاده از گاز چند اتمی به جای گاز تک اتمی در یک عدد نودسن مشخص عدد نودسلت افزایش می یابد ولی با افزایش عدد نودسن ساختار مولکولی تاثیری در مقدار عدد ناسلت ندارد. در این پروژه نشان داده می شود که با کاهش تاثیرات رقیق شدگی، توزیع دما کاهش می یابد که این مساله منجر به کاهش توزیع آنتروپی می شود. برآیند دو جمله عمده حرارتی و سیالاتی در رابطه تولید آنتروپی بیانگر این است که کاویتی دارای بیشترین تولید آنتروپی در گوشه های پایین است، این در حالی است که بیشترین عدد نودسن محلی در گوشه های پایین کاویتی است. این بدین معناست که در نقاطی که کاویتی دارای بیشترین رفتار رقیق شدگی است، بیشترین مقدار آنتروپی تولید می شود.

هدف این پژوهش ارزیابی استفاده از کیفیت انرژی در بخش کلان کشور می باشد. به منظور دستیابی به برداشتی عمیق تر و واقعی تر از شرایط کشور، آنالیز اگزرژی در کنار آنالیز انرژی انجام شده است. راندمان اگزرژی بسیار کمتر از راندمان انرژی در همه بخش ها و نیز در بخش کلان است. نشان داده شده است که بر اساس آنالیز اگزرژی اولویت ها برای بهبود راندمان با اولویت های ناشی از آنالیز انرژی متفاوت است، که این امر آنالیز اگزرژی را به ابزار مناسبی برای سیاست گذاران تبدیل می کند. منابع افت انرژی و مکانیزم هایی که موجب افت کیفیت انرژی می شوند، شناسایی شده اند. راه حل های بیشتری برای استفاده بهتر از کیفیت انرژی ارائه شده است.

در مکان هایی که آب کافی برای برج خنک کننده مرطوب وجود ندارد از این نوع برج استفاده می شود. عملکرد برج های خنک کن خشک به شدت تحت تأثیر شرایط محیط بویژه سرعت باد قرار می گیرند. مطالعه حاضر به بررسی یک حل عددی سه بعدی برای عملکرد حرارتی چند برج در چیدمان های مختلف در حالت های سه و چهار برجی تحت شرایط وزش باد و انتخاب مناسب ترین چیدمان در هر حالت و در نهایت استفاده از باد شکن در چیدمان های منتخب پرداخته است. همچنین در این تحقیق به بررسی تاثیر دمای محیط در عملکرد برج اشاره شده است. نتایج نشان می دهد هنگامی که سه برج همراستا در معرض وزش باد هم جهت با امتداد شان قرار بگیرند عملکرد بهتری نسبت به همان برج ها به صورت تکی از خود نشان می دهند، زیرا هر یک از برج ها در ویک برج دیگری قرار گرفته و برج های جلویی نقش بادشکن را برای برج های پشتی ایفا می کنند.

چگالش قطرات مایع بر روی سطوح جامد به صورت گسترده در طبیعت و فرآیندهای صنعتی رخ می دهد که شامل دستگاه های خنک سازی-برودتی، بویلرهای چگالشی و همچنین دستگاه های هواساز می باشد. فرآیند چگالش به دو صورت قطره ای و فیلمی اتفاق می افتد. چگالش قطره ای که بر روی سطوح هیدروفوبیک(آبگریز) اتفاق می افتد معمولاً زمانی رخ می دهد که ماده چگال سطح را خیس نمی نماید و به همین علت ماده چگال بجای گسترده شدن بر روی سطح شکل قطره را به خود می گیرد و چگالش فیلمی بر روی سطوح هیدروفیلیک(آبدوست) که در حالت پایدار منجر به تشکیل لایه نازکی از ماده چگال بر روی سطح می شود اتفاق می افتد. در سال های اخیر استفاده از روش شبیه سازی شبکه بولتزمن(lbm) که در آن به جای حل معادلات ناویر استوکس از معادلات توزیع بولتزمن استفاده می شود، به منظور شبیه سازی جریان های چند فازی توسعه پیداکرده است که می توان از مزیت های این روش سادگی و سرعت بالاتر حل آن نسبت به روش های شبیه سازی و حل cfd نام برد. شبیه سازی فرآیند چگالش و تغییرفاز درون ریزکانال ها و همچنین مدیریت فاز مایع تشکیل شده درون آن ها از جمله مواردی می باشند که همواره موردتوجه محققان بوده اند. راهکار های مختلفی به منظور حذف مایع تشکیل شده از کانال مورد توجه قرار گرفته است که می توان از ایجاد جریان های اجباری درون کانال برای حذف مایع تشکیل شده درون کانال نام برد. اما ازآنجائیکه ایجاد جریان های اجباری نیز نیازمند به صرف هزینه می باشد، می توان با تغییر موقعیت کانال و استفاده بهینه از نیروهای خارجی موجود مانند نیروی گرانش اقدام به تخلیه مایع تشکیل شده از کانال نمود. در این پایان نامه فرآیند چگالش فیلمی و چگالش قطره ای درون ریزکانال زاویه دار، تحت میدان گرانش در زوایای مختلف نسبت به سطح و همچنین رفتار دینامیکی قطرات در طول فرآیند چگالش با استفاده از روش چند فازی شبکه بولتزمن، که توانایی ترکیب کردن اثرات متقابل، شامل اثر متقابل بین سیال با سیال و اثر متقابل بین سیال با جامد را دارد شبیه سازی می گردد.

چکیده ندارد.

کوره های دوار در صنایع مختلف بخصوص فرآیند احیاء فلزات غیر آهنی بکار میرود. هدف از انجام این پروژه بررسی انتقال حرارت در داخل کوره های دوار است . انرژی کل تولیدی در داخل کوره شامل انرژی حاصل از احتراق سوخت ، واکنشهای شیمیایی شارژ کوره و نهایتا سوختن مواد احیاء کننده در شارژ است . انرژی های تلف شده از کوره عبارتند از انرژی حاصل از گازهای خروجی از کوره و احیانا مواد و ذرات معلق در آن، انرژی مواد مذاب در هنگام خروج از کوره همراه با سرباره ونهایتا اتلاف انرژی به وسیلهء انتقال حرارت بین کوره و محیط اطراف خواهد بود. برای تعیین بار حرارتی کوره تبادل انرژی های تشعشعی و جابجایی بین گازهای حاصل از احتراق و سطح داخلی کوره همراه با هدایت حرارتی در جدارهء لوله و اتلاف انرژی از جدارهء کوره به محیط اطراف مورد بررسی قرار گرفته است . با فرضیات مناسب معادلات انرژی کوره دوار بدست آمده و با توجه به شرایط مرزی این معادلات توسط کامپیوتر برای احیاء سنگ معدن روی حل گردیده است .