هدف از این پایان نامه توسعه یک برنامه کامپیوتری برای جریان گاز با ابعاد میکرو، بین دو استوانه هم مرکز، توسط روش شبکه بولتزمن می باشد. به منظور مدل کردن اندرکنش بین گاز و دیواره جامد از یک شرط مرزی محلی، برگرفته شده ازتئوری جنبشی گازها استفاده شده است. شبیه سازیهای عددی به گونه ای انجام شده اند که بتوانیم توزیع سرعت مماسی را تحت شرایط مختلف جریان مورد بررسی قرار دهیم. از روش ترکیبی پخش مولکولی و کمانه کردن در جریان میکرو، و از روش کمانه کردن در جریان ماکرو، برای اعمال شرط مرزی روی دیوار انحنادار استفاده شده است. برنامه کامپیوتری اولیه جریان بین دو استوانه هم مرکز با ابعاد میکرو را شبیه سازی می کرد. نتایج برای دو استوانه هم مرکز با ابعاد میکرو بررسی و با نتایج دیگر کارهای انجام شده توسط روش شبکه بولتزمن مقایسه گردیدند و صحت برنامه تایید شد. سپس با توسعه برنامه مذکور و تولید شرط مرزی سرعت لغزشی مرتبه دوم، به یک شبیه سازی عددی جهت مشاهده رفتار یاتاقانهای ژورنال میکرو در محدوده رژیم لغزشی پرداختیم و نتائج حاصل از توزیع فشار به دست آمده با نتائج روش باهم گذاری طیفی (spectral colloction)، مقایسه گردیدند و توافق بسیار خوبی به دست آمد. در پایان این مرحله مشخص شد که شرط مرزی جریان لغزشی، پایداری نقاط تعادلی این یاتاقانها را افزایش میدهد و شرط مرزی بسیار مناسبی است. در نهایت تمامی مراحل بالا در بعد ماکرو نیز شبیه سازی شدند.

این پایان نامه تلاشی است جهت تحلیل رفتار جریان در یک مجرای ورودی-خروجی و روی پره های یک نوع توربین ، به طوری که شرایط مختلف عملکرد سیستم ، تحت بررسی قرار می گیرد . در این پایان نامه جریان سیالِ تراکم پذیر با استفاده از روش عددی مدل شده است و از این طریق پارامترهای مهمِ جریان ، شامل میدان های سرعت ، فشار و دما و محل وقوع شاک تعیین شده اند. به منظور دستیابی به هدف تعیین شده ، معادلاتِ حاکم بر جریان سیال به همراه یکی از مدل های اغتشاشی k-? استاندارد ، k-? rng و sst و با استفاده از شرایط مرزی مناسب حل گردیده اند . از آنجا که هندسه ی مسئله مورد بررسی از تقارن کامل برخوردار نیست ، تحلیل دو بعدی جریان مناسب نبوده و مدلسازی به صورت سه بعدی انجام شده است . نتایج به صورت توزیع سرعت ، فشار و دما در داخل توربین و در سرعت های مختلف پروازی جسم پرنده ارائه شده اند . بدلیل پیچیدگی های خاص جریان های توربوماشینی ، از یک شبکه 0.81 میلیون سلولی بر روی 8 نود موازی استفاده شده است . به منظور بررسی قابلیت های شبکه اعمالی و استقلال نتایج از شبکه ، شبکه دومی با 1.01 میلیون سلول تحت بررسی قرار گرفت . نهایتاً استقلال نتایج از نحوه ی شبکه بندی احراز شد.

در این مطالعه، سیستم کلکتور خورشیدی هوایی با یک و دو پوشش شیشه ای در حالتهای جابجایی آزاد و اجباری مدل سازی شده است.این مدل سازی بر اساس حل تحلیلی معادلات تعادل انرژی اجزای مختلف گرمکن بوده است.مقایسه نتایج به دست آمده در کار حاضر با نتایج تجربی محققین دیگر مطابقت خوبی را نشان می دهد.تأثیر قرار دادن صفحه جاذب میانی وفین های طولی به شکل مستطیلی و مثلثی، زبری هایv شکل، تغییر عمق کانال هوا، تغییر طول کلکتور،توان مصرفی فن و منحنی مشخصه آن بر روی مشخصات سیستم، مورد بررسی قرار گرفته است.نتایج نشان می دهند که کلکتور با دو پوشش شیشه ای عملکرد بهتری نسبت به کلکتور با یک پوشش شیشه ای دارد و از دیدگاه قوانین اول و دوم ترمودینامیک ترجیح داده می شود. کلکتور با فین مثلثی بازده انرژی و اگزرژی بیشتری نسبت به کلکتور با فین مستطیلی دارد و کلکتور با زبریv شکل دارای بازده انرژی و اگزرژی بیشتری نسبت به دیگر سیستم ها است. به علت افزایش توان مصرفی فن در عمق های پایین ممکن است بازده اگزرژی با وجود افزایش بازده انرژی منفی شود.

امروزه ناکافی بودن قانون اول و لزوم به کار گیری قانون دوم ترمودینامیک برای بررسی کارایی سیستم های انرژی بر کسی پوشیده نیست. در این پژوهش پس از بررسی اثر در نظر گرفتن اکسرژی شیمیایی محلول لیتیوم بروماید در محاسبات قانون دوم، به آنالیز انرژی و اکسرژی سیستم های سرمایشی شامل چیلرهای جذبی تک اثره و دواثره ی آب خنک و هواخنک پرداخته می شود. در ادامه، این سیستم ها در یک شرایط کاری خاص و تحت شرایط آب و هوایی شهر کرمان از لحاظ اقتصادی و زیست محیطی مورد بررسی قرار می گیرند. نتایج این پژوهش نشان می دهد که اگرچه ضریب بهره وری انرژی سیستم های سرمایشی آب خنک به مراتب بیشتر از سیستم های سرمایشی هواخنک است، ولی تحلیل اکسرژی سیستم های سرمایشی نشان می دهد که اختلاف بازده قانون دوم بین سیستم های سرمایشی آب خنک و هواخنک به خصوص در دماهای کمتر از 37 درجه ی سانتیگراد اندک است. این موضوع نمایان گر امکان استفاده از سیستم های سرمایشی جذبی هواخنک در شرایط آب و هوایی معتدل می باشد. از تحلیل اقتصادی سیستم های سرمایشی آب خنک می توان دریافت که تحت شرایط تعریف شده در این پژوهش، استفاده از چیلرهای جذبی تک اثره مقرون به صرفه نیست. هزینه ی اولیه ی سیستم شامل چیلرجذبی دواثره ی آب داغ کم تر و هزینه ی سالیانه ی آن بیشتر از سیستم شامل چیلر جذبی دواثره ی شعله مستقیم است و در صورت به کار گیری چیلر جذبی شعله مستقیم، دوره ی بازگشت سرمایه 97/4 سال به دست می آید. میزان صدور کربن دی اکسید سیستم های سرمایشی هواخنک حدوداً 10 درصد بیشتر از سیستم های سرمایشی آب خنک مشابه است.

استفاده از کلکتورهای خورشیدی مشبک بدون پوشش به‏دلیل راندمان بالا و هزینه کم، یکی از راه‏های تأمین انرژی در زمینه گرمایش هوای مورد نیاز فضاهای بزرگ مانند کارخانجات و کارگاه‏ها است. در این تحقیق یک کلکتور نمونه، مدل سازی و شبکه‏بندی شده و مورد تحلیل عددی قرار گرفته است؛ سپس نتایج عددی حاصل با نتایج آزمایشگاهی اعتبارسنجی شده است. با حل مسئله برای حالت‏های مختلف، اثر دبی جریان هوا، شدت تابش خورشیدی، آرایش روزنه‏ها، قطر روزنه‏ها، گام روزنه‏ها و عمق محفظه بر عملکرد یک کلکتور مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. در بررسی‏های انجام شده در این پژوهش آرایش منافذ کلکتور برخلاف تحقیقات قبلی به‏صورت مثلثی است. نتایج نشان می‏دهد بیشترین افزایش دمای هوا در صفحات مشبک در گام‏ها و قطر روزنه کوچک، شار تابشی بالا و دبی جرمی پایین حاصل می‏شود. همچنین، در شرایط مشابه کاری، کارآیی کلکتورهای با آرایش مثلثی بیشتر از کارآیی کلکتورهای با آرایش مربعی است.

این تحقیق به ارزیابی انتقال حرارت تابشی در سیستم-هایی شامل اثر متقابل حالت های مختلف انتقال حرارت می پردازد. در چنین مواردی، بررسی یک حالت انتقال حرارت بدون در نظر گرفتن اثرات دیگر حالت ها اغلب منجر به ایجاد خطا در نتایج می گردد. در این مطالعه، انتقال حرارت مرکب رسانایی و تابشی برای هندسه دو بعدی پیچیده و نامنظم، در حالتی که ضریب هدایت حرارتی متغییر با دما باشد، در حالت پایا و ناپایا مورد مطالعه قرار می گیرد. بدلیل پیچیدگی در یافتن راه حل تحلیلی دقیق برای معادله انتقال تابش و حجم عظیم منابع محاسباتی مورد نیاز، هدف این پژوهش، توسعه ابزار عددی ساده، سریع و قابل اطمینان، برای مطالعه انتقال حرارت مرکب رسانایی - تابشی در محفظه های دو بعدی با هندسه نامنظم و پیچیده می-باشد. نتایج نشان می دهد که روش شیوه ناحیه غیر فعال روشی موثر برای حل مساله انتقال حرات مرکب رسانایی _ تابشی برای هندسه های دو بعدی می باشد. علاوه بر این غیرآیزوتروپیک بودن پخش انرژی و متغییر بودن ضریب هدایت حرارتی، تاثیر محسوسی بر رفتار حرارتی سیتم ندارد، اما این تغییرات، پیش بینی رفتارحرارتی سیستم را مشکل می سازد.

در این پایان نامه اثر مادون سرد کردن سیال خروجی کندانسور سیکل تبرید تراکمی به وسیله چیلر جذبی در یک سیستم تبرید ترکیبی از دیدگاه انرژی و اگزرژی بررسی می شود، بدین منظور معادلات بقای جرم و قوانین اول و دوم ترمودینامیک برای سیستم تبرید ترکیبی مدنظر، مورد استفاده قرار گرفته است. مولد توان، انرژی موردنیاز سیکل تراکمی را تامین می کند و حرارت گازهای خروجی آن در ژنراتور سیکل جذبی مورد استفاده قرار می-گیرد. در سیستم جذبی از دو سیکل لیتیم بروماید-آب و آب-آمونیاک استفاده می شود و در قسمت تراکمی مبردهای r22، r134a، nh3 و همچنین co2 فوق بحرانی به عنوان سیال عامل می باشند. روابط ترمودینامیکی در محیط نرم افزار ees نوشته شده است و تاثیر پارامترهای مختلف بر انرژی مورد نیاز مولد توان، حرارت مصرفی ژنراتور و کار مصرفی کمپرسور، فشار بهینه سیکل فرابحرانی، بازده انرژی و اگزرژی سیستم مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین عملکرد سیستم های تبرید ترکیبی با سیستم تراکمی معمولی مقایسه شده است. در انتها دو ساختار برای سیکل تبرید ترکیبیco2 پیشنهاد شد. نتایج نشان می دهد بازده انرژی و اگزرژی سیستم های تبرید ترکیبی بیشتر از سیستم های تراکمی معمولی است. همچنین چیلر جذبی آب-آمونیاک در مقایسه با چیلر جذبی لیتیم بروماید-آب بازده بالاتری را برای سیستم ترکیبی به همراه دارد و تاثیر استفاده از سرمایش اضافه چیلر جذبی در چیلر ترکیبی co2 بیشتر از دیگر مبردها است. نتایج نشان داد که پیل سوختی اکسید جامد به عنوان یک سیستم تولید توان با راندمان بالا و سازگار با محیط زیست، بالاترینeuf را موجب می شود. در حالت کلی افزایش دمای محیط و کاهش دمای محیط سرد شونده اثر نامطلوب بر بازده کلیه سیستم ها می گذارد.

در این پایان نامه اثر سرد کردن سیال خروجی خنک کننده گاز سیکل تبرید تراکمی هوا به وسیله ی چیلر جذبی در یک سیستم تبرید ترکیبی از دیدگاه انرژی و اگزرژی بررسی می شود. بدین منظور معادلات بقای جرم و قوانین اول و دوم ترمودینامیک برای سیستم تبرید ترکیبی مدنظر، مورد استفاده قرار گرفته است. مولد توان، انرژی مورد نیاز سیکل تراکمی را تأمین می کند و حرارت گازهای خروجی آن در ژنراتور سیکل جذبی مورد استفاده قرار می گیرد. در سیستم جذبی از دو سیکل لیتیم بروماید-آب و آب-آمونیاک استفاده می شود و در قسمت تراکمی مبرد هوا به عنوان سیال عامل می باشد. روابط ترمودینامیکی در محیط نرم افزار ees نوشته شده است و تأثیر پارامترهای نسبت فشار و دمای محیط گرم و سرد بر بازده انرژی و اگزرژی سیستم، مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین عملکرد سیستم های تبرید ترکیبی با سیستم تراکمی معمولی مقایسه شده است. در انتها سه ساختار برای سیکل تبرید ترکیبی هوا پیشنهاد شده است. نتایج نشان می دهد بازده انرژی و اگزرژی سیستم های تبرید ترکیبی بیشتر از سیستم های تراکمی معمولی است. در حالت کلی افزایش دمای محیط و کاهش دمای محیط سرد شونده اثر نامطلوب بر بازده کلیه سیستم ها می گذارد.

کوره ریورب به عنوان یکی از قدیمی¬ترین کوره های ذوب و تهیه مات مس، دارای مشکلات و نارسائی¬های خاص خود می باشد.انتخاب روش مناسب و تلاش برای بالا بردن عیار مات همواره یکی از موضوعات قابل توجه برای مهندسان این صنعت بوده است. با تشکیل مگنتیت در کوره ریورب، به دلیل سنگین بودن این اکسید نسبت به سایر مواد، مگنتیت جامد در ته کوره ته نشین شده و درنتیجه باعث بالا آمدن کف کوره می شود. از بین بردن کف نیاز به تعمیرات اساسی دارد که بسیار پرهزینه است. آنچه برای حل این مشکل مهم به نظر می رسد، شناخت عواملی است که باعث تشکیل مگنتیت می شود و انتخاب راهکاری مناسب برای احیاءو خارج کردن هرچه بیشتر مگنتیت از کوره می¬باشد. بر این اساس با استفاده از آزمایشات ذوب و داده های صنعتی شامل آنالیز مینرالوژی کنسانتره، آنالیز شیمیایی مات و سرباره کوره ریورب در سال 1392، تأثیر افزودن گلوله های چدنی بر عیار مات و مگنتیت مات و سرباره با توجه به شارژ کنسانتره توسط نرم افزار hsc chemistry موردبررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد افزودن چدن تا 2/10 تن در روز باعث بالا رفتن عیار مات از 5/30 تا 8/31؛ افزایشی برابر با 3/1 درصد میشود. همچنین چدن می تواند نقش بسزایی در احیاء مگنتیت ته نشین شده در کوره ریورب داشته باشد زیرا با افزودن 2/10 تن گلوله چدنی به ترکیب شارژ می توان مقدار مگنتیت تشکیل شده در مات را تا 65 درصد کاهش داد. کلمات کلیدی: کوره ریورب،بهینه سازی،عیار مات ،گلوله چدنی، مات،سرباره،مگنتیت.

در این پایان نامه یک پیل سوختی اکسید جامد صفحه ای 5 کاناله (5 کانال در آند و 5 کانال در کاتد) پشتیبانی شده توسط آند و با سوخت هیدروژن به منظور بررسی اثر پارامترهایی مانند ضریب صدور، دمای کارکرد، دمای محیط، طول پیل سوختی، سرعت ورودی آند، تخلخل لایه های پخش، ضخامت و رسانایی الکترولیت، الگوی جریان سیال در کانال ها و نوع سوخت بر عملکرد آن، شبیه سازی شده است. در این کار از یک نرم افزار و با روش های دینامیک سیالات محاسباتی برای حل معادلات استفاده شده است.

در این پژوهش احتراق یک زباله سوز با کیفیت زباله تهران با در نظر گرفتن درصد های هوای اضافی مختلف توسط نرم افزار فلوئنت شبیه سازی شده و راندمان کاهش اکسید نیتروژن خروجی از زباله سوز با بکارگیری روش sncr با استفاده از دو واکنشگر محلول آمونیاک و اوره مورد بررسی قرار گرفته است.

در این پژوهش، کلکتور مشبک حرارتی بدون شیشه مدلسازی شده است. با استفاده از مدل ارائه شده، اثر پارامترهای مهم بر کارایی آن بررسی شده است. بر اساس نتایج بدست آمده، شرایطی را که بتوان از توان مصرفی فن صرف نظر کرد، مشخص شده است و بر همین اساس، یک کلکتور مشبک حرارتی بدون شیشه با قابلیت نصب پانل فتوولتاییک ساخته و آزمایش شده است. همچنین، یک مدل ریاضی برای مدلسازی برای کلکتور مشبک حرارتی با پانل فتوولتاییک ارائه می شود که تطابق خوبی بین نتایج آزمایشگاهی و عددی حاصل شد. یک رابطه نیز برای عدد ناسلت پانل فتوولتاییک و صفحه مشبک با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی بدست آمد. در این رساله، کارایی کلکتورهای مشبک حرارتی با و بدون پانل فتوولتاییک بر اساس بازده قانون اول، بازده حرارتی معادل به صورت تابعی از نسبت انرژی الکتریکی به حرارتی و بازده قانون دوم ارزیابی می شوند و یک سطح تشعشع بحرانی بر اساس اگزرژی مفید کسب شده نیز تعریف می شود. نتایج نشان دادند که اگر فن و دنبال کننده نقطه توان بیشینه مناسب استفاده شود، هیچگونه نگرانی در قبال سطح تشعشع بحرانی نیست. به علاوه نتایج نشان داد که مقدار بهینه یکتایی برای سرعت مکش و درصد پوشش پانل فتوولتاییک وجود ندارد.