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 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 دیواره ثابت، تحت شرایط رژیم آرام به طور تجربی مورد مطالعه قرار گرفته است. بررسی ها شامل اثر حضور نانوذرات، غلظت های مختلف آن ها و عدد رینولدز بوده است. در مرحله بعد جهت صحه گذاری بر نتایج آزمایش، هندسه آزمایش با روش 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 روش دو فاز استفاده شده است. نتایج به دست آمده از تحلیل عددی انطباق خوبی با نتایج آزمایشگاهی داشته است. نتایج به دست آمده از آزمایش های تجربی و تحلیل حرارتی نانوسیال آلومینا – آب نشان می دهد که افزودن نانوذرات آلومینا به آب با غلظت های ?5/0 و ?1 در محدوده اعداد رینولدز بین 650 تا 2300، ضریب انتقال حرارت جابه جایی را به اندازه ?10 تا ?23 نسبت به سیال پایه (آب) افزایش خواهد داد.

افزایش قیمت انرژی و آلودگیهای محیطی و صوتی در جهان باعث شده است تا تحقیقات بر روی موتورهای جدید تولید توان، با جدیت بیشتری صورت گیرد. خواسته های عمومی از ایده های جدید شامل راندمان مناسب، آلودگی کم و اقتصادی بودن است. موتور استرلینگ از جمله ایده هایی است که در سالهای اخیر علاقه مندان زیادی را به خود جلب کرده است. در تحقیق حاضر پس از معرفی دقیق اجزا و نحوه عملکرد موتور، شبیه سازی عددی برای موتور استرلینگ نوع بتا در حالت ایزوترم و آدیاباتیک انجام شده است. شبیه سازی ابتدا در حالت ایده آل و سپس با اعمال افتهای حرارتی و هیدرولیکی صورت گرفته است. برای شبیه سازی عددی بازیاب، حل عددی جریان گاز در حالت یک بعدی انجام شده است. با توجه به نتایج حاصله، تحقیق حاضر توانسته است نزدیکترین مقادیر را با مدلسازی افتهای حرارتی و هیدرولیکی به نتایج آزمایشگاهی بدست آورد. پس از مقایسه نتایج در حالت ایده آل و با مشخص شدن مقادیر افتهای حرارتی و هیدرولیکی، طرح جدیدی از موتور استرلینگ نوع بتا پیشنهاد شده که بازیاب آن با شکل متعارف موتورهای استرلینگ مدل بتا متفاوت است. در موتور های استرلینگ متعارف مدل بتا، جابجا کننده و پیستون توان در یک سیلندر قرار دارند و سیال عامل بین محفظه های انبساط و تراکم، از مسیر کنارگذر سیلندر اصلی، عبور می کند. در تحقیق حاضر شکل جدیدی از بازیاب حرارتی برای موتور استرلینگ مدل بتا پیشنهاد شده است. در شکل جدید، لایه های همگن پی دی پی سیم های مربعی، فضای پیستون جابجا کننده را پر کرده است، بطوریکه پیستون جابجایی، نقش جابجاکننده و بازیاب حرارتی را همزمان بر عهده دارد. در مقایسه با موتور های متعارف، موتور پیشنهادی، علاوه بر کاهش اندازه هندسی، 9/5 % درصد راندمان بالاتری دارد و 14% درصد توان بالاتری تولید می کند

. در این نوشتار، به طراحی و تحلیل موردی یک سیستم تولید همزمان سرما، گرما و برق (cchp) جهت بکارگیری در یک کارخان? تولید تیشو پرداخته‏ایم.گزینش بهین? محرکهای اولیه و دیگر تجهیزات مورد نیاز سیستم و نیز، تعیین آرایش کارآمد آنها، بروش تحلیل سلسله‏مراتبی فازی (f.ahp) انجام‏گردیده‏است. پس از این گام- که بر پای? زیرساختها، محدودیتها و نیازمندیهای واقعی کارخانه صورت گرفته- به طراحی و تحلیل جنبه‏های فنی کارکرد سیستم پرداخته‏شده‏است. نتایج بدست‏آمده از بهینه‏سازی کارکرد سیستم بروش الگوریتم ژنتیک(ga) نشان میدهد در حالتی که همگی محرکهای اولیه (پنج دستگاه مولد گازی دو مگاواتی) در حالت تمام‏بار کارکنند، مصارف بخار ماشین کاغذ و بخش جوهرزدایی در نقط? نامی باشند و تولید بخار مولد بخار بازیاب گرما بیشینه باشد، سیستم دارای کمترین مصرف سوخت و بیشترین بازدهی الکتریکی، گرمایی، و سرمایی خواهدبود. همچنین، نتایج تحلیل حساسیت حاکی از آنند که با افزایش نرخ بار موتورها، در باز? 50% تا 100%، بازده الکتریکی و مصرف سوخت کل سیستم افزایش می‏یابد و از بازده‏های گرمایی، سرمایی و کل کاسته‏میشود.

ناپایداری جریان سیالات یکی از مباحث عمده و کلاسیک مکانیک سیالات به شمار می رود. گذر از جریان آرام به آشفته و ناپایداری سطح آزاد در سیال از مشهورترین مسائلی است که در این زمینه مطرح بوده است. بررسی ناپایداری جابه جایی دو سیال به صورت قابل امتزاج و یا غیرقابل امتزاج به ویژه در محیط های متخلخل، از آن جا که دارای مصداق های متعددی در صنایع می باشد، از دهه 50 میلادی به عنوان یک موضوع اساسی در زمینه ناپایداری مورد توجه بسیاری از محققین قرارگرفته است[1]. وقتی سیال با لزجت کمتر جایگزین سیال با لزجت بیشتر می شود، غالباً فصل مشترک دو سیال دچار اغتشاش خواهد شد. تولید زبانه ناشی از گسترش اغتشاش معمولاً به نام پدیده انگشتی شدن شناخته می شود. از زمان آزمایش ها و تحلیل های اولیه هیل در سال 1952، رشد قابل توجهی در مقالات چاپ شده در مورد ناپایداری لزج به وجود آمده است[2]. مصداق های متعدد این پدیده در مهندسی مخازن نفت، هیدرولوژی آب های زیرزمینی، چاه های ژئوترمال، احتراق، رسوب گیری الکتروشیمیایی، سیلاب زنی امتزاجی به هنگام بازیافت نفت، منطقه گذرا بین آب شور و آب تازه در سفره های آب زیرزمینی، دفن ضایعات معمولی و هسته ای و نشت آن ها به سفره های آب زیرزمینی می باشد. در بیشتر کاربردها، ناپایداری لزج پدیده نامطلوبی است زیرا باعث کاهش بازده فرآیند جابه جایی می گردد. هر فرآیندی که در جهت حذف ناپایداری ها یا کنترل نرخ رشد زبانه های لزج پیش رود، به لحاظ فنی دارای اهمیت می باشد. از مدل سازی اولیه توسط هیل و سافمن-تیلور تا کارهای هومسی در سال های اخیر، بررسی تأثیرات عوامل مختلف در این پدیده مدنظر بوده است. در بررسی های اولیه حتی تا دهه گذشته به دلیل عدم امکان بررسی دقیق عددی، مساله ناپایداری جابه جایی سیالات قابل امتزاج محدود به تأثیر انگشتی شدن لزج بوده است[3]. مبدأ ناپایداری سیالات در محیط متخلخل در سال 1958 توسط سافمن و تیلور شناخته شد[5]. آن ها مطالعات خود را به وسیله سلول هل- شاو انجام دادند. آن ها نشان دادند که وقتی سیال با لزجت کم جایگزین سیال با لزجت بالا می شود، ناپایداری در مرز مشترک باعث رخ دادن پدیده انگشتی شدن، می گردد. در این حالت در طی پیشروی مرز مشترک اگر یک تحدب کوچک به دلیل تصادفی بودن سیستم به وجود آید، گرادیان فشار در قسمت تحدب یافته دارای شیب بیشتری در مقایسه با قسمت های دیگر مرز مشترک خواهد بود. با ارائه یک روش عددی جدید [47] مساله تن و هومسی [14]، مورد بررسی مجدد قرار گرفت و براساس مقایسه نتایج خروجی کارایی روش محاسباتی مورد تأیید قرار گرفت. حل تحلیلی برای زمان به صورت کامل ارایه گردید و پاسخ تن و هومسی [14] باز تولید شد. تأثیر پدیده کانالیزه شدن و تغییرات نفوذپذیری با اعمال یک رابطه نمایی برای بیان نفوذپذیری به معادلات حاکم مدل شد. معادلات حاکم جدید به فضای فوریه انتقال داده شد و معادله موجی حاصل جهت بررسی پایداری جریان لزج در محیط متخلخل با معرفی یک روش عددی جدید مورد تحلیل قرار گرفت. بررسی نتایج نشان داد که بیشترین ناپایداری در زمان t=0 رخ خواهد داد و این اتفاق در فرآیند با ملاحظه تأثیر ترم کانالیزه شدن نیز تغییری نخواهد کرد. در عین حال افزودن ترم کانالیزه شدن سبب پایدارتر شدن جریان در تمام مقاطع عرضی مجرا خواهد شد و تأثیر در نقاط نزدیک مرکز کانال به وضوح بیشتر خواهد بود به گونه ای که با گذشت زمان در نسبت های تخلخل نزدیک به 1 در مرکز کانال به ازای همه مقادیر عدد موج پایداری برقرار خواهد بود، این در حالی است که برای نسبت های تخلخل بزرگتر از 1 حتی در زمان t=0 جریان در مرکز کانال تقریباً پایدار است.

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.