در این پایان نامه، انتقال حرارت جابجائی آزاد آرام درون محفظه تفکیک شده به صورت تجربی و عددی بررسی می شود. بررسی تجربی بوسیله روش تداخل سنج نوری ماک- زندر و شبیه سازی عددی بوسیله کد فلوئنت انجام شده است. ابتدا توضیحات مفصلی در مورد تداخل سنجی ارائه گردیده و سپس مراحل انجام آزمایشات آورده شده است. در نهایت نتایج تجربی و عددی با هم مقایسه شده اند. در بررسی تجربی، پارامترهای زاویه تیغه تفکیک کننده درون محفظه و عدد رایلی تغییر خواهند کرد. بررسی ها برای هفت زاویه متفاوت 0، 15، 30، 45، 60، 75، 90 برای تیغه تفکیک کننده و برای اعداد رایلی متغیر در بازه بین 105×1/5 تا 105×4/5 انجام شده است. این پایان نامه بر روی اثر تغییرات عدد رایلی و زاویه تیغه تفکیک کننده درون محفظه بر روی انتقال حرارت محلی (موضعی) و میانگین از سطح گرم محفظه متمرکز شده است. عدد نوسلت محلی و میانگین برای اعداد رایلی بین 105×1/5 تا 105×4/5 تعیین شده اند. دو نتیجه اساسی بدست آمده در این پایان نامه این است که در هر زاویه ی خاص از تیغه تفکیک کننده، با افزایش عدد رایلی، مقدار عدد نوسلت متوسط و در نتیجه، انتقال حرارت افزایش می یابد. و اینکه در هر مقدار عدد رایلی مشخص، بیشترین مقدار انتقال حرارت در زاویه ی تیغه ی برابر با °45 و کمترین میزان انتقال حرارت در زاویه ی تیغه ی برابر با °90 رخ می دهد. برای توضیح و توجیه رفتار حرارتی مدل های انتقال حرارتی، از پروفیل های سرعت به دست آمده از حل عددی استفاده خواهد شد.

در این پایان نامه انتقال حرارت از قطعه v شکل همدما تحت تاثیر جت برخورد کننده طولی بطور تجربی و عددی مورد بررسی قرارگرفته است . بررسی ها بر روی عدد رایلی 159000, اعداد رینولدز 29.05 تا60.41 و زوایای 22.5 تا 45 فواصل جت از قطعه v شکل بین 17 تا 21 برابر پهنای جت متمرکز شده است. در این تحقیق از تداخل سنج ماک زندر استفاده شده است. عدد نوسلت محلی با بکارگیری فریزهای بینهایت محاسبه شده که متناظر با کانتورهای همدما در میدان دمایی می باشد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که عدد نوسلت محلی و عدد نوسلت میانگین با افزایش فاصله جت کاهش و با افزایش رینولدز افزایش می یابد. همچنین عدد نوسلت محلی و میانگین با افزایش زاویه قطعه v شکل افزایش می یابد. همچنین در این پایان نامه به منظور بررسی دقیقتر رفتار حرارتی جسم توسط بردارهای سرعت از روش حجم محدود برای مدل سازی عددی استفاده شده است . نتایج حاصل از این کد عددی با نتایج بدست آمده از آزمایش های تجربی مقایسه شده است.

در این پایان نامه انتقال حرارت از استوانه مرتعش با ارتعاش محوری بطور تجربی و عددی مورد بررسی قرارگرفته است . بررسی ها در محدوده عدد رایلی ×5/1 تا × 14 و فرکانس 130 تا 600 هرتز ودامنه نوسان 6 تا 36 میلی متر انجام شده است . در این تحقیق از تداخل سنج ماک زندر استفاده شده است. عدد نوسلت محلی با بکارگیری فریزهای بینهایت محاسبه شده که متناظر با کانتورهای همدما در میدان دمایی می باشد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که عدد نوسلت محلی و عدد نوسلت میانگین با افزایش دامنه نوسان ( از محدوده نسبت دامنه نوسان به قطر استوانه 5/0 تا 1 ) و افزایش فرکانس ، افزایش می یابد و همچنین این میزان افزایش در هر دامنه وفرکانس معلوم در یک رایلی مشخص بیشترین میزان خود را دارا می باشد. همچنین در این پایان نامه به منظور بررسی دقیقتر رفتار حرارتی جسم توسط بردارهای سرعت از روش حجم محدود برای مدل سازی عددی استفاده شده است . نتایج حاصل از این کد عددی با نتایج بدست آمده از آزمایش های تجربی مقایسه شده است.

مطالعات انجام شده در زمینه آب گرمکن های خورشیدی و کلکتورها ی خورشیدی صفحه تخت حاکی از آن است که معادلات انرژی به تنهایی نمی توانند ملاک کافی برای بدست آوردن راندمان آب گرمکن خورشیدی باشد. اما آنالیز قانون دوم حاوی اطلاعات مفیدتری راجع به راندمان سیستم می باشد. معادلات اگزرژی موضوع اصلی مورد بحث در این پایان نامه می باشد که اگزرژی در واقع انرژی در دسترسی است که بر مبنای شرایط داده شده در حالت سکون می باشد. در این پایان نامه ابتدا به آنالیز اگزرژی سیستم آب گرمکن خورشیدی پمپی به صورت جزء به جزء پرداخته شده است و راندمان اگزرژی برای بخش های مختلف سیستم بدست آمده است. با توجه به معادلات بدست آمده و معادله موازنه اگزرژی راندمان اگزرژی کلی سیستم بدست آمده است. در ادامه سیستم از دیدگاه انرژی بررسی شده و با توجه به معادلات انرژی و اگزرژی بدست آمده مدل سازی شده است. سپس بوسیله داده های آزمایشگاهی برای روزهای مختلف، بازده اگزرژی با توجه به معادلات بنیادی اگزرژی محاسبه شده و با بازده اگزرژی بدست آمده از حل مدل با هم مقایسه شده اند و به این صورت میزان دقت مدل مشخص شده است. در پایان میزان تغییرات بازده اگزرژی سیستم نسبت به تغییر پارامتر های موثر سیستم مشخص شده و همچنین دبی جرمی بهینه ورودی کلکتور در شرایط مختلف بهره برداری از سیستم پیشنهاد شده است.

انرژی خورشید یکی از منابع تامین انرژی رایگان، پاک و عاری از اثرات مخرب زیست محیطی است که از دیرباز به روش های گوناگون مورد استفاده بشر قرار گرفته است. استفاده از سیستم های خورشیدی از جمله متداول ترین شیوه های استفاده از انرژی خورشیدی می باشد. مطالعات بسیاری در سالهای اخیردر زمینه استفاده از سیستم های فتوولتائیک صورت گرفته است. از مشکلات عمده این سیستم ها پایین آمدن راندمان آنها با افزایش دمای صفحات pv می باشد. استفاده از سیستم های هیبریدی حرارتی و الکتریکی کمک بسیاری به رفع این مشکل و افزایش راندمان الکتریکی این صفحات می کند. یعنی با استفاده از سیال موجود در صفحات جاذب که به صفحه pv وصل شده اند دو کاربرد را می توان بدست آورد، اول سرد کردن ماژول های pv و در نتیجه بهبود عملکرد الکتریکی و دوم جمع آوری انرژی حرارتی و جلوگیری از هدر رفتن آن به صورت گرما به محیط. این گرمای جمع آوری شده، در جاهایی که به دمای خیلی زیاد نیازی نیست، کاربرد دارند. از جمله آب گرم خانگی مورد استفاده در شستشو و حمام. در این پایان نامه نیز مدلی حرارتی به نسبت ساده ای برای بررسی یک کلکتور هیبریدی pv/t ارائه می شود، سپس معادلات بالانس انرژی برای اجزا اصلی کلکتور هیبریدی مذکور یعنی شیشه، هیبرید pv/t و سیال نوشته شده و توسط نرم افزار matlab به تحلیل آن پرداخته شده است.توزیع های دمایی مختلف برای اجزای اصلی کلکتور ارائه و آنالیز شده اند. صحت این مدل نیز با استفاده از داده های ارائه شده در مدل chow [12] که در اکثر مطالعات نیز مورد استفاده قرار گرفته است، تایید شده است. و نتایج بسیار مشابه می باشد. سپس با توجه به تغییرات شدت تابش خورشید در طول روز برای شهر کرمانشاه در دو روز مشخص از زمستان و تابستان، تحلیل هایی در رابطه با توان الکتریکی خروجی و راندمان الکتریکی انجام شده است. و میزان دقیق آن در هر ساعت معین می باشد. همچنین در پایان نیز مقادیر راندمانهای الکتریکی به ازای دبی های مختلف بدست آمده و همچنین مقادیر اپتیمم دبی جرمی برای افزایش میزان راندمان بررسی شده است. تأثیرات استفاده از خنک کاری در بهبود راندمان الکتریکی نیز مورد بررسی قرار گرفت.

با افزایش روز افزون جمعیت و همچنین کاهش منابع انرژی، مصرف بهینه انرژی امری بدیهی می باشد. در این راستا نقش سیستم های گرمایشی بهینه ساختمان ها و مجتمع های مسکونی در کنترل و بهینه سازی مصرف انرژی مهم و قابل تامل می باشد. نظر به اینکه بخش اعظمی از مصرف سالیانه انرژی در کشور ما مربوط به بخش ساختمان است، لذا شناسایی راه کارهای لازم در جهت کاهش مصرف انرژی در ساختمان و بهبود بازدهی سیستم های گرمایش و سرمایش ساختمان ها از اهمیت بسزایی برخوردار است. سیستم حرارتی گرمایش از کف که انتقال حرارت به صورت تشعشعی (تابشی) سهم زیادی در فرآیند گرمایشی آن دارد‏‏‎، در مقایسه با سایر سیستمهای حرارتی نه تنها در صرفه جویی و بهینه سازی مصرف انرژی بلکه در مقوله رفاه و آسایش ساکنان ساختمان ها دارای نقاط قوت بسیاری می باشد. در این مطالعه ضرایب انتقال حرارت جابجایی و تشعشعی برای سطوح داخلی دیوارهای یک اتاق نمونه با گرمایش از کف محاسبه شده است. ابتدا با استفاده از روش عددی، ضرایب انتقال حرارت جابجایی روی سطوح داخلی دیوارهای اتاق محاسبه شده است. با استفاده از نتایج حل عددی روابطی برای محاسبه ضرایب انتقال حرارت سطوح پیشنهاد گردیده است. با توجه به مشکلات مدل سازی تجربی سیستم های انتقال حرارت جابجایی طبیعی برای یک ساختمان با ابعاد واقعی، جهت اطمینان بخشی از نتایج مدل عددی، مدل تجربی یک اتاقک با ابعاد کوچک تر ساخته شده و داده های تجربی مورد نیاز استخراج شده اند. نتایج مقایسه، دقت مناسب مدل عددی را در محاسبه ضرایب انتقال حرارت جابجایی نشان می دهد.

مصرف انرژی در بخش ساختمان در حدود 40 درصد از کل انرژی مصرفی جهان را شامل می گردد. بیشترین سهم از این مقدار مصرف انرژی مربوط به گرمایش و سرمایش ساختمانها می باشد. به این دلیل تحقیق در خصوص روشهای کاهش مصرف انرژی ساختمان در سالهای اخیر بسیار مورد توجه محققین این بخش بوده است. اولین گام در این زمینه محاسبه دقیق انتقال حرارت از پوسته بیرونی ساختمان است. ضریب انتقال حرارت سطح بیرونی دیواره های ساختمان بیشترین تاثیر را در محاسبه تلفات حرارتی ساختمان دارد. ثابت شده است که تاثیر انتخاب این ضریب در براورد تقاضای انرژی ساختمان تا 40 درصد هم ممکن است برسد. در این پایان نامه با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی ضرایب انتقال حرارت همرفتی روی سطوح خارجی یک ساختمان کم ارتفاع با پلان مربع مستطیل تحت شرایط مختلف سرعت باد محاسبه شده است. محاسبات برای نسبتهای ابعادی مختلف در پلان ساختمان انجام شده است. جهت اطمینان بخشی به نتایج محاسبات عددی، یک مدل تجربی با ابعاد کوچکتر ساخته شده و نتایج تجربی مورد نیاز استخراج شده است. مقایسه نتایج تجربی با نتایج عددی تطابق خوبی را نشان می دهد. در نهایت با استفاده از نتایج عددی روابطی جهت محاسبه ضریب انتقال حرارت جابجایی روی سطوح مختلف ساختمان از نظر نحوه قرار گیری نسبت به جهت وزش باد استخراج شده است. این روابط برای سرعتهای مختلف باد تنظیم شده اند.

در این پایان نامه، کارکرد پمپ حبابی به صورت تحلیلی و تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. مدل تحلیلی کارکرد پمپ حبابی با استفاده از فرضیات خاص، دروابط تحلیلی به دست آمده در متن و تعدادی روابط تجربی و تحلیلی دیگر، ارائه شده است. با قرار دادن این روابط در چارچوب یک برنامه ی کامپیوتری، انواع نمودارهای کارکرد این پمپ نمایش داده شده و مورد بررسی قرار گرفته است. جهت سنجیدن اعتبار و درستی نتایج و نمودارهای مدل تحلیلی، نمودارهای این برنامه با داده های تجربی، مقایسه شده است. نمودارهای به دست آمده تطابق خوبی را با داده های تجربی، در رژیم های مختلف جریان نشان می دهد. دستگاه آزمایشگاهی پمپ حبابی طراحی و ساخته شده است، این دستگاه فاقد وسیله ی تزریق هوا می باشد. هم چنین کارکرد پمپ حبابی به صورت تجربی در نسبت های غوطه وری، قطرهای لوله ی اصلی و حالت های راه اندازی مختلف، مورد بررسی قرار گرفته است. در حالت راه اندازی اول ابتدا آب و سپس هوا وارد لوله ی اصلی پمپ و در روش راه اندازی دوم ابتدا هوا و سپس آب وارد لوله ی اصلی پمپ می شود. نتایج نشان می دهند که با راه اندازی در حالت دوم دبی سیال تخلیه شده افزایش می یابد، داده ها در این حالت داده های واقعی یک پمپ حبابی بوده و با استفاده از این روش راه اندازی، نبود وسیله ی تزریق هوا تا حدی جبران می شود و با افزایش نسبت غوطه وری کارکرد پمپ بهتر می شود، یا افزایش قطر لوله ی اصلی و ارتفاع بالابری تا میزان مشخصی کارکد پمپ بهتر می شود که باید مشخص گردد. افزایش کارکرد با حالت راه اندازی دوم بسته به نسبت قطر لوله ی اصلی به محدوده ی هوای تزیقی است، با افزایش آن افزایش می یابد و بالعکس.

در این پایان نامه، اثر پره های محدود شده بر انتقال حرارت جابجایی آزاد از سطوح دما ثابت قائم بررسی شده است. روش تداخل سنجی ماک- زندر(mach-zehnder interferometer) برای استخراج داده های تجربی به کار برده شده است. بررسی ها برای شش زاویه 0، 30، 60، 90، 120 و150 درجه پره های هدایت کننده برای اعداد رایلی متفاوت بین6 هزارو12هزار انجام شده است. در این بررسی ها اثر تغییرات عدد ریلی و زاویه پره های هدایت کننده بر میزان انتقال حرارت محلی و میانگین روی دیواره گرم درون محفظه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که با افزایش عدد رایلی در هر زاویه از پره میزان انتقال حرارت افزایش می یابد. همچنین بررسی نحوه تغییرات عدد نوسلت محلی در فاصله بین هر دو پره نشان می دهد که یک کاهش و سپس یک افزایش در عدد نوسلت وجود دارد. با توجه به بررسی میزان انتقال حرارت بر حسب زاویه هدایت کننده مشاهده می گردد که برای زاویه پره هدایت کننده 60 درجه کمترین میزان انتقال حرارت وجود دارد. علاوه بر این به منظور تحلیل بهتر نتایج و مشاهده مسیر حرکت سیال در فضای بین دو دیواره که با استفاده از روش تداخل سنجی مقدور نمی باشد، از روش حل عددی برای استخراج بردارهای سرعت استفاده شده است.

در این پایان نامه، اثر پره های محدود شده بر انتقال گرمای همرفت آزاد از سطوح دما ثابت افقی بررسی شده است. روش تداخل سنجی ماک- زندر(mach-zehnder interferometer) برای استخراج داده های تجربی به کار برده شده است. بررسی ها برای چهار زاویه ی قرارگیری 0، 30، 60 و90 درجه پره های هدایت کننده برای اعداد رایلی متفاوت بین104×6/0و104× 2/1 انجام شده است. در این بررسی ها اثر تغییرات عدد رایلی و زاویه پره های هدایت کننده بر میزان انتقال گرمای محلی و متوسط روی دیواره گرم درون محفظه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که با افزایش عدد رایلی در هر زاویه ی قرارگیری پره ها، میزان انتقال گرماافزایش می یابد. همچنین بررسی نحوه تغییرات عدد ناسلت محلی در فاصله بین هر دو پره نشان می دهد که یک کاهش و سپس یک افزایش در عدد نوسلت وجود دارد. با توجه به بررسی میزان انتقال گرما بر حسب زاویه ی قرارگیری هدایت کننده مشاهده می گردد که برای زاویه ی قرارگیری 90درجه ی پره ها هدایت کننده، کمترین میزان انتقال گرما وجود دارد. علاوه بر این به منظور تحلیل بهتر نتایج و مشاهده مسیر حرکت سیال در فضای بین دو دیواره که با استفاده از روش تداخل سنجی مقدور نمی باشد، از روش حل عددی برای استخراج بردارهای سرعت استفاده شده است.

هدف از انجام این پایان نامه بررسی انتقال حرارت نانوسیالات در مبدل های دو لوله ای و نحوه تغییرات ضریب انتقال حرارت نانو سیال با غلظت های مختلف و عددهای رینولدز متفاوت می باشد. نانو ذره مورد استفاده در این پایان نامه نانو کربن تیوب با قطر 20 میکرومتر و طول 30 نانومتر می باشد. از آب مقطر به عنوان سیال پایه استفاده گردید.و برای دیسپرس کردن ذرات در آب از یک دستگاه لرزاننده ماورای صوت استفاده گردید. مبدل استفاده شده یک مبدل حرارتی دولوله ای می باشد که استفاده از آن در بخش های مختلف صنعت متداول می باشد. که در لوله داخلی آب خنک با دبی بالا و در لوله خارجی نانو سیال گرم جریان دارد. جهت حرکت دو سیال معکوس می باشد. به منظور ثابت نگه داشتن دمای آب خنک کننده از یک مخزن بزرگ سرباز استفاده گردیده تا تغییرات دمایی اثر چندانی بر روی دمای مخزن نگذارند و برای تامین دمای نانو سیال از یک گرم کن الکتریکی استفاده گردیده است. دماهای ورودی و خروجی هر دو سیال توسط ترموکوپل هایی که در ورودی و خروجی هر کدام از لوله ها نصب گردیده اند اندازه گیری می شوند و دیتاها توسط دیتالاگر ثبت می گردند. برای تامین دبی های مختلف نانو سیال از یک پمپ dc استفاده گردیده است که می توان با تغییر ولتاژ مقدار دبی را تغییر داد و از یک روتامتر جهت تنظیم دبی استفاده گردیده است. دبی آب خنک کن توسط یک پمپ ac تامین می گردد. تست ها در سه کسر حجمی مختلف (5/0%، 1% و 5%) و دبی های متغیر انجام گرفته است به گونه ای که هم ناحیه آرام جریان و هم مغشوش را پوشش داده اند. نتایج حاصل شده از آزمایش (ضریب انتقال حرارت جابجایی و عدد ناسلت) به صورت نمودار رسم شده است. با بررسی نتایج درمی یابیم که با افزایش کسر حجمی تا 5% به طور میانگین افزایشی در حدود 15% برای ضریب انتقال حرارت و 10% برای عدد ناسلت جریان مشاهده می شود.

هدف از انجام این پایان نامه بررسی انتقال حرارت در نانوسیالات می باشد. در تهیه نانو سیال از اکسید نانو ذرات آلومینیوم al2o3 استفاده شده است. سیال پایه آب مقطر می باشد. مبدل استفاده شده یک مبدل حرارتی دولوله ای بوده که استفاده از آن در بخش های مختلف صنعت متداول می باشد. سطح خارجی مبدل جهت جلوگیری از اتلاف حرارت عایق گردید. نانو سیال با دبی های مختلف در لوله بیرونی مبدل حرارتی و آب با دبی بالا به عنوان سیال خنک کن در لوله داخلی مبدل جریان یافته و حرارت نانو سیال توسط آب جذب می گردید. برای گرم کردن مجدد نانو سیال از یک گرم کن الکتریکی استفاده می شد. به منظور ثابت ماندن دمای سیال خنک کننده از یک مخزن بزرگ آب که همواره از بیرون تغذیه می شود استفاده می گردید. تغییرات دمایی توسط ترموکوپل های نصب شده در ورودی ها و خروجی های مدل اندازه گیری می شد. در تهیه نانو سیال اکسید آلومینیوم از ذرات با قطر متوسط nm 15 استفاده شد و به منظور پایدارسازی نانو سیال از سورفکتانت های sdbs و poly sorbate 60 با غلظت های متفاوت استفاده گردید. نانو ذرات توسط یک لرزاننده ماورای صوت در سیال پایه دیسپرس شده بودند. تست ها در سه کسر حجمی مختلف (5/0%، 1% و 5%) و دبی های متغیر انجام گرفت تا هم ناحیه آرام جریان و هم مغشوش را پوشش دهد. با بررسی نتایج مشاهده شد که با افزایش کسر حجمی نانو ذرات تا 5%، به طور میانگین ضریب انتقال حرارت در حدود 15% و عدد ناسلت 10% افزایش می یابد

مسئله انتقال گرما و روشهای انتقال آن در موارد زیادی بویژه در صنعت و مسایل پژوهشی بسیار حائز اهمیت می باشد. در مواردی که نیاز به انتقال گرمای سریع و زیاد مد نظر باشد روش انتقال گرمای جابجایی اجباری دارای کاربرد فراوان می باشد. روشهای انتقال گرمای جابجایی اجباری بوسیله سیال خنک کاری آب، هوا، روغن، اتیلن گلایکول و غیره انجام می گیرد. از نمونه های پرکاربرد این نوع انتقال گرما می توان به کاربرد آن در صنعت تزریق پلاستیک جهت خنک کردن قالب و مخزن روغن، در صنایع کاغذسازی، صنایع شیشه سازی، صنایع فولاد و در صنعت الکترونیک و بویژه در سوپرکامپیوترهای آینده و نیز بسیاری از صنایع دیگر که یادآوری آنها دراینجا نیاز به قلم فرسایی بسیار دارد، اشاره نمود. اما روش موثرتری برای انتقال گرمای جابجایی اجباری وجود دارد و آن روش انتقال گرمای جابجایی اجباری بوسیله برخورد جت صفحه ای با سطوحی که باید خنک شوند می باشد. این نوع روش خنک کاری بطور گسترده ای در المانهایی که در معرض دمای بالا و یا در جایی که شار گرمایی بالاست بکاربرده می شوند. سیال خنک کاری در میزان انتقال گرمای جابجایی اجباری بسیار موثر می باشد. در چند سال اخیر روش نوینی به تمام روشهای انتقال گرمای جابجایی اجباری اضافه شده که آن کاربرد نانوپودرهای اکسید فلزات با رسانایی بالا نظیر اکسیدمس، اکسید آلومینیوم و غیره می باشد. در این پایانامه انتقال حرارت جابجایی اجباری که یکی از روشهای موثر در انتقال گرما می باشد در برخورد جت صفحه ای با سطوح داخلی یک لوله بوسیله سیال آب و نانوسیال آب- al2o3 بصورت تجربی بررسی شده است. در این بررسی اثرات عدد رینولدز براساس شعاع معادل هیدرولیکی برای سیال آب و نانوسیال آب- al2o3 بررسی و با هم مقایسه شده اند. اعداد رینولدز در گستره 11000 تا 20000 تغییرکرده است. شار حرارتی روی سطح لوله بصورت ثابت و در حدود w/m2 26000 در نظر گرفته شده و دبی سیال نیز بین 3 تا lit/min 5 تغییرکرده است. اما نانوسیال بکار رفته دارای درصدهای وزنی 0.02، 0.05، 0.1، 15.0 و 0.2 درصد وزنی بوده است. نتایج بدست آمده نشان دادند که افزودن نانوپودر به سیال پایه باعث افزایش میزان ضریب انتقال گرمای جابجایی می شود. این افزایش در درصد های وزنی مختلف، متفاوت بوده است. از 0.02 درصد وزنی تا 0.1 درصد وزنی همواره این روند افزایشی بوده و در 015.0 درصد وزنی اگرچه میزان ضریب انتقال گرمای جابجایی افزایش داشته ولی درصد این افزایش بسیار کمتر از 0.1 درصد وزنی نانوسیال بوده و در 0.2 درصد وزنی نانوسیال ضریب انتقال گرمای جابجایی بصورت ناگهانی کاهش می یابد و میزان افزایش ضریب انتقال گرما در حد نانوسیال 0.05 درصد وزنی بوده است. اما نکته جالب توجه در این بررسی آنست که با افزایش عدد رینولدز در همه آزمایشها هم آب و هم نانوسیال آب-al2o3 میزان ضریب انتقال گرمای جابجایی نیز افزایش می یابد. کلمات کلیدی: جت صفحه ای، انتقال حرارت درون لوله، انتقال حرارت جابجایی اجباری

در این پایان نامه با استفاده از شبکه عصبی مدلی برای پیش بینی راندمان کلکتورهای خورشیدی صفحه تخت و تأثیر استفاده از نانوسیال اضافه شده در سیال پایه (آب) بر راندمان، هم چنین پیش بینی دمای سیال خروجی، ارائه گردیده است. استفاده از نانو سیال باعث افزایش راندمان کلکتور می شود که با استفاده از شبکه عصبی این روند مدل سازی شده و راندمان سیستم قابل پیش بینی خواهد بود. داده های ورودی و خروجی از تست هایی که بر روی یک نوع کلکتور خورشیدی صفحه تخت انجام شده، بدست آمده و با استفاده از شبکه عصبی آموزش داده شده اند. این شبکه قادر است روابطی را که بین ورودی و خروجی برقرار است تحلیل کرده و مدلی جهت پیش بینی راندمان و دمای خروجی سیال پیدا کند. با توجه به دشواری انجام عملی آزمایش های زیاد در شرایط محیطی، زمانی و مکانی متفاوت، ارائه چنین مدلی بسیار مفید و کم هزینه خواهد بود. مزیت دیگر مدل ارائه شده اینست که اعمال تغییرات در هر شرایطی را به خوبی و با کم ترین درصد خطا به ما نشان دهد. مدل پیشنهادی دارای هفت ورودی و دو خروجی است که ورودی های آن شامل میزان تشعشع خورشید، دمای محیط، دمای سیال ورودی، درصد وزنی al2o3 افزوده شده به سیال، دبی سیال ورودی (آب) و حضور یا عدم حضور پایدارکننده و ضریب هدایت گرمایی می باشد و خروجی های آن شامل دمای سیال خروجی و راندمان سیستم می باشد. روابط متفاوتی برای محاسبه خطای سیستم استفاده شده است. با توجه به نتایج به دست آمده از شبکه های متعدد تست شده شبکه پرسپترون چند لایه با کم ترین درصد خطا انتخاب، و صحت روابط بین پارامترها در سیستم های کلکتورهای خورشیدی صفحه تخت با استفاده از خروجی های شبکه نشان داده شد.

دیوار خورشیدی یک صفحه کدر و سوراخ دار از یک فلز با ضریب جذب بالا است که معمولا به صورت عمودی یا شیب دار موازی سطح یا دیواری با فاصله نصب می شود وهوای محبوس در این فاصله قسمت عمده ای از انرژی خورشیدی را به وسیله جاذب فلزی جذب وتوسط یک دمنده به محل مورد نظر انتقال می دهد. هدف از این پژوهش، تعیین فاصله بهینه جاذب و صفحه پشتی در دیوارهای خورشیدی با استفاده از تحلیل عددی می باشد. در این پژوهش، تاثیر فاصله هوایی بین جاذب و صفحه پشتی بر عملکرد حرارتی دیوار خورشیدی به شیوه عددی بررسی شده است. به این منظور 5 مدل دیوار خورشیدی برای فاصله های هوایی 5، 10، 15، 20 و 25 سانتی متری در نرخ های مختلف هوا ورودی در محدوده ی m^3?(hr.m^2 ) 180-45 و تابش های دریافتی w?m^2 900-400 در نظر گرفته شده است. به کمک نرم افزار فلوئنت تاثیر فاصله های هوایی مختلف در محدوده ی وسیعی از پارامتر های ورودی، بر عملکرد حرارتی دیوار خورشیدی بررسی شده است. نتایج تحلیل عددی نشان می دهد که در دیوارهای خورشیدی با افزایش نرخ هوای ورودی، کارایی حرارتی افزایش می یابد که این افزایش در نرخ های پایین هوای ورودی محسوس و در نرخ های بالای جریان هوا کمتر می باشد. همچنین در یک نرخ هوای ورودی ثابت، تغییر تابش ورودی تاثیری بر کارایی حرارتی این نوع کلکتور ها ندارد. همچنین نشان داده شده است که با افزایش فاصله هوایی در دیوارهای خورشیدی هم کارایی حرارتی و هم دمای هوای خروجی هوا افزایش می یابد، که این افزایش برای فواصل هوایی تا 15 سانتی متر قابل توجه می باشد. اما برای فواصل بزرگتر از 15 سانتی متر تغییر در فاصله بین جاذب و صفحه پشتی، تاثیر قابل ملاحظه ای بر کارایی کلکتور و دمای هوای خروجی از کلکتور ندارد. بنابراین می توان فاصله هوایی 15 سانتی متری بین جاذب و صفحه پشتی را فاصله ای بهینه در طراحی این نوع کلکتورها دانست.

مطالعات انجام شده در زمینه های کلکتور خورشیدی صفحه تخت و آب گرم کن های خورشیدی بیان گر این است که صرف معادلات انرژی، به تنهایی معیار مناسبی برای بدست آوردن راندمان آب گرم کن خورشیدی نیستند. اما آنالیز قانون دوم و معادلات اگزرژی حاوی اطلاعات مفیدتری در این مورد هستند. هدف از این پایان نامه، یافتن دبی جرمی بهینه در کلکتور های صفحه تخت خورشیدی با استفاده از دیدگاه های انرژی و اگزرژی است. از آنجا که تغییر تشعشع در طول روز یکی از پارامترهای اجتناب ناپذیر است، بایستی ترتیبی اتخاذ شود تا امکان جذب بیشترین انرژی در تشعشع های مختلف فراهم شود. یکی از راه های رسیدن به این مهم، بررسی اثر تغییر دبی جرمی به ازای تشعشعات مختلف روی بازده کلکتور، با استفاده از دیدگاه های انرژی واگزرژی است. معادلات انرژی و اگزرژی و بهینه سازی دبی آب عبوری در کلکتور صفحه تخت خورشیدی که در یک سیستم بسته کار می کند، از موضوعات اصلی بحث در این پایان نامه می باشد. در این پایان نامه با توجه به آنالیز انرژی و اگزرژی آب گرمکن خورشیدی پمپی و معادلات انرژی و اگزرژی بدست آمده، سیستم مدلسازی خواهد گشت. برای محاسبه بازده اگزرژی سیستم، از داده های تجربی بدست آمده توسط یک دستگاه آبگرمکن صفحه تخت خورشیدی، استفاده خواهد شد. برای این کار در مدت28 روز، 224 ساعت آزمایش و داده برداری صورت گرفته است. برای این منظور، داده برداری برای 7 دبی سیال مسیر کلکتور (دبی های l/h80، l/h 120، l/h 160، l/h 200، l/h 240، l/h 280 و l/h 320) و 4 دبی برای آبگرم خروجی از مخزن (حالت بدون بار، بار l/h 36، بار l/h 54 و بار l/h72) انجام شده است. با تحلیل نتایج بدست آمده، تاثیر تغییرات تابش خورشیدی بر دبی بهینه مدار کلکتور بررسی شده است. با توجه به تغییر شدت تابش آفتاب در طول روز، دبی جرمی بهینه متناسب با هر شدت تابش پیشنهاد داده می شود.همچنین به محاسبه بازده متوسط روزانه برای دبی های مختلف عبوری از مسیر کلکتور پرداخته می شود و این مقادیر با مقدار بهینه بازده متوسط روزانه، که بر مبنای دبی های بهینه عبوری از مسیر کلکتور محاسبه شده است، مقایسه می گردد. ملاحظه خواهد شد که با استفاده از دبی های عبوری بهینه، می توان بازده انرژی متوسط روزانه کلکتور خورشیدی را بین 1 تا 9 درصد و بازده انرژی متوسط روزانه سیستم آبگرمکن خورشیدی را بین 3 تا 15 درصد در طول روز، افزایش داد. همچنین با استفاده ازدبی های بهینه عبوری، بازده اگزرژی متوسط روزانه کلکتور خورشیدی و سیستم آبگرمکن خورشیدی نیز، به مقدار قابل ملاحظه ای افزایش پیدا خواهد کرد. همچنین ملاحظه می شود که با تغییر دبی های عبوری، بیشترین تلفات اگزرژی در مخزن رخ خواهد داد و دبی عبوری که بتواند تلفات اگزرژی کمتری در مخزن داشته باشد، دارای تلفات اگزرژی کمتری برای کل سیستم آبگرمکن خواهد بود.

امروزه به دلیل هزینه بالای حامل های انرژی، نیاز روز افزون به انرژی های نو برای جایگزینی سوخت های فسیلی احساس می شود. ارزان ترین و در دسترس ترین نوع این انرژی ها، انرژی خورشیدی است. در میان کاربرد های مختلف انرژی خورشیدی، تولید آبگرم مصرفی ساختمان ها، یکی از اقتصادی ترین روش های استفاده از انرژی خورشیدی محسوب می شود. از آنجا که تغییر تابش در طول روز یکی از پارامتر های غیرقابل کنترل است، باید ترتیبی اتخاذ شود تا امکان جذب بیشترین انرژی در تابش های مختلف فراهم شود. در این پایان نامه با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی، دبی بهینه کلکتور های صفحه تخت خورشیدی در تابش های مختلف به ازاء دبی های مختلف آبگرم خروجی از مخزن پیش بینی شده است. برای آموزش شبکه عصبی، از داده های تجربی که توسط یک دستگاه آبگرمکن صفحه تخت خورشیدی گردآوری شده، استفاده شده است. داده برداری ها برای 7 دبی سیال مسیر کلکتور و 4 دبی آبگرم خروجی از مخزن انجام شده است. در مجموع 28 روز داده برداری برای 28 حالت مختلف انجام شده است که 67% داده های جمع آوری شده به آموزش شبکه و 33% داده ها به تست شبکه عصبی اختصاص داده شده است. زمان، دمای محیط، دمای صفحه جاذب، تابش عمود بر سطح کلکتور، دبی سیال مسیر کلکتور و دبی آبگرم خروجی از مخزن به عنوان ورودی های شبکه و دمای سیال ورودی به کلکتور و دمای سیال خروجی از کلکتور به عنوان خروجی های شبکه در نظر گرفته شده اند. بیشینه خطای نسبی آموزش شبکه برابر 2.17% و بیشینه خطای نسبی تست شبکه برابر 2.10% شده است. با استفاده از مدل شبکه عصبی ارائه شده، دبی های بهینه کلکتور در تابش های مختلف به ازاء دبی های مختلف آبگرم خروجی از مخزن پیش بینی شده است. نتایج در دو حالت مختلف برای دبی ثابت آبگرم خروجی از مخزن و نیز دبی متغیر آبگرم خروجی از مخزن ارائه شده است. نشان داده شده است که با افزایش تابش، برای دستیابی به بازده ماکزیمم، دبی کلکتور نیز بایستی افزایش یابد. بعلاوه هر چه دبی آبگرم خروجی از مخزن افزایش یابد، ماکزیمم مقدار دبی بهینه کلکتور نیز افزایش می یابد. نتایج نشان می دهد که تغییر دبی کلکتور، بازده لحظه ای کلکتور را 10.95% و بازده متوسط کلکتور را 2.38% افزایش می دهد.

بررسی عملکرد حرارتی یک نمونه دستگاه هواگرمکن خورشیدی در تحقیق پیش رو ارائه شده است. هواگرمکن خورشیدی یک نمونه از گیرنده های مسطح خورشیدی است که به منظور تولید هوای گرم و نیز ایجاد تهویه مطبوع در ساختمان بکار می رود. اجزاء اصلی این دستگاه شامل یک کانال که دو ضلع آن صفحه جاذب و یک پوشش شفاف و دو ضلع دیگر دیواره های عایق می باشد. هوای سرد اتاق از قسمت زیرین کانال وارد می شود و بر اثر انتقال حرارت جابجایی طبیعی با صفحه جاذب، دمای آن افزایش، جرم آن کاهش و بر اثر نیروی شناوری به سمت بالای کانال جریان و به درون فضای مسکونی وارد می شود. در بررسی حاضر یک نمونه آزمایشگاهی از دستگاه ساخته شد و توان تشعشع خورشیدی ورودی به صفحه جاذب توسط یه هیتر صفحه ای در پشت صفحه جاذب شبیه سازی گردید. پارامترهای توان ورودی به صفحه جاذب و نسبت عمق به ارتفاع کانال در این آزمایش بررسی شد. آزمایشات برای فاصله صفحه جاذب تا شیشه در محدوده 2 تا 16 سانتی متر و توان ورودی 200 تا 1000 وات بر متر مربع انجام پذیرفت. به منظور بررسی تاثیر جنس صفحه جاذب بر عملکردی دستگاه، مدل عددی دستگاه به کمک نرم افزار فلوئنت حل و نتایج بررسی گردید. پارامتر ضریب گسیل صفحه جاذب در مدل عددی به عنوان پارامتر موثر انتخاب و در بازه 1- 0 برای پنج حالت مختلف ضریب گسیل بررسی انجام پذیرفت. نتایج نشان داد با افزایش توان ورودی و عمق کانال، نرخ جریان هوای خروجی از کانال افزایش می یابد و در محدوده عمق بررسی شده، فاصله بهینه ای به منظور حداکثر نرخ جریان هوا بدست نیامد. همچنین حل عددی نشان داد جنس صفحه جاذب بر نرخ جریان هوا تاثیر می گذارد و ضریب گسیل کمتر نرخ جریان هوای بیشتر را باعث می شود. همچنین تاثیر پارامترهای مورد بررسی بر بازده حرارتی دستگاه بررسی و نتیجه گیری شد که با افزایش توان بازده دستگاه افزایش و با افزایش عمق کانال بازده کاهش می یابد و بیشترین بازده در عمق 4 سانتی متر مشاهده گردید. اثر جنس صفحه جاذب نیز بر بازده بررسی و نشان داده شد افزایش ضریب گسیل گاهش بازده را به دنبال دارد.

خنک کاری برای حفظ عملکرد مطلوب تجهیزاتی مانند کامپیوترها، قطعات الکترونیکی، موتورهای خودرو و لیزرها یا اشعه های x با توان بالا ضروری است. با افزایش بی سابقه در بارهای گرمایی (در برخی از حالات بیش از 25کیلو وات) و شارهای گرما که به علت توان بیشتر و یا اندازه های کوچکتر این محصولات می باشد، خنک کاری یکی از مشکلات فنی مهم رویارو با صنایعی مانند میکرو الکترونیک، حمل و نقل، ساخت و دفاع می باشد. برای مثال صنعت الکترونیک کامپیوترهایی باسرعت های تند تر، اندازه های کوچک تر تولید نموده است که منجر به ایجاد بارهای گرمایی، شارهای گرمایی و نقاط داغ محلی بیشتر در تراشه ها شده است. لوله های گرمایی به دلیل اندازه بسیار کوچک، نداشتن سر و صدا، قابلیت استفاده در محدوده بالایی از دمای کاری در صنایع بسیاری به خصوص در صنایع الکترونیک مورد استفاده قرار می گیرد. در این پایان نامه از یک کولر که شامل 2 لوله حرارتی u شکل و 31 پره و یک فن است، برای خنک کاری cpu کامپیوترهای pc که به وسیله یک هیتر مدل شده است استفاده می گردد. در این پایان نامه موارد زیر بررسی می شود: • بررسی اثر درصد وزنی نانو سیال بر مقاومت حرارتی لوله های حرارتی • بررسی اثر درجه حرارت منبع گرم بر مقاومت حرارتی لوله های حرارتی • بررسی اثر درجه حرارت منبع سرد بر مقاومت حرارتی لوله های حرارتی علاوه بر آب مقطر به عنوان سیال عامل درصدهای وزنی اسمی 0/1 و 0/3 و 0/5 و 1 نانو اکسید مس آزمایش می شود. آزمایش در 4 توان ورودی مختلف 25 و 50 و 75 و 100 وات انجام می شود. همچنین لوله حرارتی در زوایای مختلف آزمایش می شودکه تاثیر تغییر زاویه مشخص شود. برای بررسی تاثیر دمای منبع سرد، آزمایش در دو سرعت مختلف فن ( برای کولر با فن و فین ) و سه دمای مختلف منبع سرد 2/5 و 14 و 25 درجه سیلسیوس ( برای تک لوله حرارتی بدون فن و فین ) انجام شد. با افزایش دمای منبع سرد لوله حرارتی عملکرد بهتری داشت. نشان داده شد که با افزایش توان ورودی (افزایش دمای منبع گرم) مقاومت حرارتی کاهش می یابد و کولر عملکرد بهتری دارد همچنین هرچه دمای منبع سرد افزایش می یابد یکنواختی دما در طول لوله بیشتر شده و لوله حرارتی عملکرد بهتری خواهد داشت. مشاهده می شود بهینه ترین درصد وزنی اسمی نانو اکسید مس، ( 1 درصد وزنی ) است که مقاومت حرارتی لوله را به طور میانگین 35 درصد کاهش می دهد. درصد وزنی بعدی 0/1 درصد است که کاهش مقاومت حرارتی میانگین 28 درصد را ایجاد می کند.

یکی از روش های تهویه هوای داخل ساختمان استفاده از انواع روش های تهویه طبیعی می باشد. بسیاری از روش های تهویه مکانیکی نمی توانند همیشه هوای داخل ساختمان را به حد شرایط مطلوب برسانند، پس بنابراین تهویه طبیعی در ساختمان ها به منظور تامین هوای سالم و تازه و تعدیل دمای هوا با صرف انرژی کمتر می تواند مورد توجه قرار گیرد. از جمله مهمترین پارامترهای تاثیر گذار بر عملکرد تهویه طبیعی در یک ساختمان، تعیین ضریب تخلیه بازشوها و ضریب فشار داخلی ساختمان در رژیم های مختلف جریان در اطراف ساختمان می باشد. برای این منظور در این مطالعه با استفاده از حل عددی توسط نرم افزار fluent به شبیه سازی تهویه طبیعی در یک ساختمان مدل پرداخته می شود. در این مدل عددی یک ساختمان مستطیل مربع متشکل از دو بازشو در طرفین در نظر گرفته شده است و جریان هوای عبوری در اطراف و در داخل آن شبیه سازی شده است. در ابتدا نتایج حل عددی با نتایج کارهای آزمایشگاهی دیگران مقایسه شده و صحت نتایج مدل تایید می شود و سپس در ادامه با تغییر در نسبت ابعادی ساختمان تاثیر هندسه مدل بر مقدار ضریب تخلیه و ضریب فشار داخلی بررسی شده است. نتایج حل عددی نشان می دهد که ضریب تخلیه در رینولدزهای کم با افزایش نسبت عرض به طول ساختمان ، افزایش می یابد و در رینولدزهای بالا ضریب تخلیه مستقل از نسبت ابعادی ساختمان می باشد و همچنین در رینولدزهای کم با افزایش نسبت طول به عرض ساختمان ضریب تخلیه ابتدا کاهش می یابد و سپس با افزایش رینولدز، مقدار ضریب تخلیه مجددا مستقل از نسبت ابعادی ساختمان می باشد. برای حالتی که نسبت عرض ساختمان به طول آن برابر با 2 می باشد مقدار متوسط ضریب تخلیه 14/7 درصد افزایش می یابد و در حالتی که نسبت عرض ساختمان به طول آن برابر با 3 باشد مقدار متوسط ضریب تخلیه 16/8 درصد افزایش می یابد و برای حالتی که نسبت طول به عرض ساختمان برابر با 2 باشد، مقدار متوسط ضریب تخلیه 1/7- درصد کاهش می یابد و نیز برای حالتی که نسبت طول به عرض ساختمان برابر با 3 است، مقدار ضریب تخلیه متوسط -3/2 درصدکاهش می یابد. به طور مشابه برای ضریب فشار داخلی ساختمان با افزایش نسبت عرض به طول ساختمان مقدار ضریب فشار داخلی افزایش می یابد. برای حالتی که نسبت عرض ساختمان به طول آن برابر با 2 باشد مقدار ضریب فشار داخلی متوسط ساختمان 3/064 برابر و برای حالتی که نسبت عرض به طول ساختمان برابر با 3 است مقدار ضریب فشار داخلی متوسط 6/54 برابر می شود اما با تغییر نسبت طول به عرض ساختمان مقدار ضریب فشار داخلی تغییر محسوسی نمی کند. همچنین تاثیر مقدار آشفتگی جریان خارجی نیز بر مقدارهای ضریب تخلیه و ضریب فشار داخلی نیز مورد مطالعه قرار گرفت و به این نتیجه رسیده شد که در رینولدزهای پایین با افزایش مقدار آشفتگی جریان خارجی مقدار ضریب تخلیه کاهش می یابد و با افزایش مقدار رینولدز مقدار ضریب تخلیه مستقل از میزان آشفتگی جریان خارجی می باشد و به طور مشابه مقدار ضریب فشار داخلی با افزایش مقدار آشفتگی کاهش می یابد. مقدار ضریب متوسط تخلیه با افزایش 10 درصد آشفتگی جریان خارجی 12/3 درصد کاهش می یابد و نیز به طور مشابه برای همین مقدار افزایش آشفتگی در جریان خارجی، مقدار متوسط ضریب فشار داخلی هم 9 درصد کاهش می یابد.

چکیده در این تحقیق هدف بررسی تاثیر قرار دادن مانع در داخل مخزن دوجداره، تاثیر دبی سیال وردی به پوسته خارجی و همچنیین تاثیر ارتفاع پوسته خارجی برکارکرد مخزن ذخیره دوجداره سیستمهای گرمایش خورشیدی می باشد. بررسی کارکرد با استفاده از نرم افزار فلوئنت به صورت عددی که برای سه ارتفاع پوسته خارجی مختلف 50 ، 70 و 90 سانتیمتر و استفاده از یک مانع نوع حلقوی در داخل مخزن و سه دبی مختلف سیال ورودی به پوسته خارجی با مقادیر kg/s 02/0 ، kg/s 03/0 و kg/s 04/0 انجام شده است. حل بر اساس روش حجم کنترل میباشد. محاسبات برای حالت سه بعدی و به صورت گذرا برای مدت زمان دو ساعت انجام شده است. حل کننده ضمنی و تفکیکی بوده والگوریتم جایگذاری فشار الگوریتم مرتبه دوم، الگوریتم حل معادله ممنتوم مرتبه دوم بالا دست و الگوریتم حل پیوند فشار _ سرعت simple بوده و از الگوریتم مرتبه دوم بالا دست برای حل معادله انرژی استفاده شده است. نتایج در یک مورد با حل تجربی مقایسه شده است. که بیشترین درصد خطا %5 بوده است. که برای یک حل عددی قابل قبول می باشد.در پایان محاسبات مشخص گردیده است،که قراردان مانع در داخل مخزن باعث جلوگیری از اختلاط سریع سیال سرد با سیال گرم شده و سیال در بالاترین نقطه مخزن با بیشترین دما قابل برداشت می باشد.به صورتیکه طی دو ساعت، دمای آب در بالاترین نقطه در داخل مخزن در حالت وجود مانع، 1 درجه سلسیوس نسبت به حالت مخزن بدون مانع افزایش می یابد. وهمچنین قرار دادن مانع در داخل مخزن باعث افزایش راندمان حرارتی مخزن حدود 3 درصد می شود. همچنین بررسی سه حالت 50 ،70 و 90 سانتی متری ارتفاع پوسته خارجی مخزن نشان داد که حالت پوسته با ارتفاع 90 سانتی متر علاوه بر افزایش طبقه بندی حرارتی باعث افزایش راندمان حرارتی تا حدود 6 درصد نسبت به حالتی که ارتفاع پوسته خارجی برابر 50 سانتی متر است، و 4 درصد نسبت به حالتی که ارتفاع پوسته خارجی 70 سانتی متر است. همچنین حالتی که دبی سیال ورودی به پوسته خارجی برابر 04/1کیلوگرم برثانیه است، اختلاف دمای پایین وبالای مخزن، نسبت به حالتی که دبی ورودی برابر 02/0 کیلوگرم بر ثانیه بود، 8/1 درجه سلسیوس افزایش یافته است. در حالی که اختلاف دمای پایین وبالای مخزن نسبت به حالتی که دبی ورودی برابر3 0/0 کیلوگرم برثانیه بود، تغییر چندانی نداشته است. و راندمان حرارتی مخزن از حالتی که دبی ورودی 02/0 کیلوگرم برثانیه است، 9 درصد و از حالتی که دبی ورودی 03/0 کیلوگرم برثانیه است، 5 درصد کمتر می باشد.

چکیده استخرها ازجمله ساختمان های با مصرف انرژی بالا هستند. از جمله علل مصرف بالای انرژی لزوم تخلیه مقدار قابل توجهی از هوای استخر به منظور کنترل رطوبت است. برای صرفه جویی در مصرف انرژی به جای سیستم رایج که معمولاً از هواساز برای اختلاط درصدی از هوای برگشت با هوای تازه استفاده می کند و یا یونیت هیتر که در اکثر استخرهای ایران متداول است، پدید? هواییان از یک پمپ حرارتی رطوبت زدا در مسیر هوای برگشت استفاده نمود.این سیستم نه تنها با جذب رطوبت از محیط استخر رطوبت زدایی می کند، بلکه می تواند گرمای نهان ناشی از هوای مرطوب استخر را نیز بازیابی کرده ومحیط داخل وآب استخر را نیز گرم کند. در این پژوهش، در یک مطالعه موردی ازیک استخر شنا، دما و رطوبت استخر مورد نظردرمدت یک سال، ثبت شده ودما و رطوبت محیط خارجی، با توجه به اطلاعات هواشناسی بدست می آید. در نهایت، انرژی مصرفی استخر فعلی که از هواساز استفاده می کند با انرژی ناشی از سیستم پمپ حرارتی رطوبت زدا مقایسه می شود. نتایج در تمامی فصول سال و به صورت مجزا ارائه می شود. با توجه به نتایج می توان گفت، اگر سیستم پمپ حرارتی رطوبت زدا در تمامی شبانه روز کار کند 23% در مصرف انرژی کلی سالیانه استخر صرفه جویی می شود. سپس نقش تغییرات پنج عامل نسبت رطوبت هوای داخل وخارج ،دمای هوای داخل ودمای هوای خارج و نیز بسته یا باز بودن استخربر انرژی مصرفی استخر بررسی می شود.

انرژی خورشیدی و استفاده از آن در ابعاد مختلف چندیست که مورد توجه قرار گرفته است. از میان روش های استفاده از انرژی خورشیدی آبگرمکن های خورشیدی بیشتراز سایرین مورد توجه ومطالعه قرار گرفته اند. از میان انواع مختلف این آبگرمکن ها نوع صفحه تخت و لوله خلاء بیشتر از سایرین مورد استفاده قرار گرفته اند. نوع ترموسیفون از کلکتور های لوله خلاء نسبت به سایر انواع این کلکتورها رایج تر می باشد. این نوع آب گرمکن ها نسبت به سایر آب گرمکن های نوع لوله خلاء که از یک منیفولد برای انتقال حرارت استفاده می کنند، دارای عملکرد حرارتی بهتری می باشند و همچنین دارای ساختمان ساده تر و هزینه های اولیه کمتر هستند. میزان انرژی جذب شده توسط لوله های خلاء به عوامل مختلفی همچون : زاویه شیب، نسبت ابعادی لوله ها، فاصله ی بین لوله های موازی، استفاده یا عدم استفاده از صفحه ی بازتابنده، فاصله ی این صفحه از لوله ها، شرایط جغرافیایی محل و شرایط محیط اطراف بستگی دارد. با انگیزه ی طراحی بهینه این لوله های خلاء، مطالعاتی برای بررسی تاثیر نسبت ابعادی لوله های خلاء بر روی عملکرد گرمایی آنها و خصوصیات جریان درون لوله ها، به صورت تجربی و عددی صورت گرفته است. از آنجایی که لوله های خلاء با نسبت های ابعادی مختلف به منظور بررسی تجربی تاثیر این پارامتر در دسترس نمی باشد، از مدل سازی عددی مسئله استفاده گردید. در کنار حل عددی مسئله، یک نمونه از این نوع آب گرمکن ها تنها با 3 لوله خلاء ساخته شد و با استفاده از لوله های خلاء با نسبت ابعادی 40 مورد آزمایش قرار گرفت. از نتایج این آزمایش های تجربی برای محک زدن نتایج مدل سازی عددی استفاده گردید و مشخص شد که نتایج از تطابق قابل قبولی برخوردار می باشند و می توان از نتایج مدل سازی عددی به جای نتایج تجربی استفاده کرد. در مدل عددی، مسئله با نسبت های ابعادی 20 الی 70 در بازه های 10 تایی حل شد و عملکرد گرمایی متناظر با آنها محاسبه گردید. با استفاده از تغییر قطر لوله ها، نسبت های ابعادی مختلف ایجاد شدند. نتایج نشان می دهد که لوله های خلاء به ازای قطر mm45 بیشترین عملکرد حرارتی را از خود نشان می دهند. پس از آن تاثیر تغییر طول لوله بر روی عملکرد حرارتی بررسی شد. نتایج نشان می دهد که عملکرد گرمایی لوله های خلاء با افزایش طول لوله ها کاهش می یابد. در واقع با افزایش نسبت ابعادی از 20 الی 70 عملکرد گرمایی حدودا 30% کاهش می یابد. در هر نسبت ابعادی ثابت نیز، با افزایش میزان تابش متوسط بر روی سطح لوله ها عملکرد گرمایی آنها افزایش می یابد. این افزایش عملکرد در لوله هایی با نسبت ابعادی کوچک تر از 40 کم و ناچیز است و در حدود 3% می باشد در حالی که برای نسبت های ابعادی بزرگتر از 40 این افزایش در عملکرد گرمایی چشمگیر تر و بیش از 5% می باشد.

در این تحقیق عملکرد لوله های حرارتی u شکل به همراه فین، که ازخنک کننده های مدرن واحد مرکزی پردازش (cpu) به شمار می روند، مطالعه شده است. از لوله های حرارتی جهت انتقال مستقیم حرارت به قسمت فین دار، جایی که گرما به وسیله یک فن و از طریق جابجایی اجباری به محیط صورت می گیرد، استفاده شده است. آب خالص و نانوسیال آب-آلومینا به عنوان سیال عامل به کار رفته اند. یک مجموعه آزمایشگاهی جهت مطالعه عملکرد لوله های حرارتی در شرایط عملیاتی مختلف طراحی و ساخته شده است. اثر درصد حجمی نانوذرات در سیال پایه، نرخ شار حرارتی ورودی، زاویه انحراف و دمای منبع سرد روی مقاومت حرارتی بررسی شده است. مقاومت حرارتی برای شار های حرارتی ورودی w25، w 50، w 75 وw100، برای آب خالص و برای نانوسیال آب-آلومینا محاسبه شده است. لوله های حرارتی با ساختار فلز متخلخل در چهار زاویه 0، 30، 60 و 90 درجه آزمایش شده اند. نشان داده می شود که تغییر زاویه انحراف تاثیر چندانی روی مقاومت حرارتی لوله حرارتی با ساختار فتیله فلز متخلخل ندارد. نتایج آزمایشگاهی نشان دادند که درصدهای حجمی مختلف ذرات نانو سبب تغییر در مقاومت حرارتی می شوند. همچنین استفاده از نانوسیال آب-آلومینا به جای آب خالص سبب شده است تا مقاومت حرارتی لوله های حرارتی حدود %60 کاهش یابد. عملکرد بهتر لوله های حرارتی که در آن ها از نانوسیال استفاده شده است، پتانسیل آن ها را به عنوان جایگزینی مناسب برای سیالات متداول نشان می دهد. این نتایج باعث گرایش بیشتر به نانوسیالات جهت استفاده در لوله های حرارتی می شود.

هدف این پایان نامه بهینه نمودن سرعت جرمی هوا در مبدل حرارتی هوا خنک می باشد. به این صورت که ابتدا یک تابع هدف برای هزینه های کلی کولر هوایی تعریف شده، سپس ارتباط تابع فوق با متغیر های انتقال حرارت بررسی و متغیر های مستقل و اساسی مساله انتخاب می شوند. در نهایت با استفاده از روش ریاضی ضرایب لاگرانژ روابط مورد نیاز جهت محاسبه مقادیر بهینه متغیر های فوق استخراج می گردند. نتایج بدست آمده نشان می دهد که افزایش سرعت جرمی هوا باعث افزایش مناسبی در ضریب انتقال گرما می شود، همچنین با افزایش سرعت جرمی، افت فشار هوا بر روی لوله ها و توان مورد نیاز فن نیز افزایش یافته و دمای هوای خروجی کاهش می یابد. با کاهش قطر لوله ها ضریب انتقال حرارت داخل و خارج لوله ها افزایش یافته و سرعت جرمی هوا و در نتیجه توان موردنیاز الکتروموتور فن خنک کننده کاهش می یابد، همچنین بهینه سرعت جرمی هوا زمانی است که نرخ کلی هزینه ها کاهش یابد و مقادیر انتقال حرارت ماکزیمم و افت فشار مینیمم باشد که بهترین روش بهینه نمودن آن تغییر سرعت پروانه فن است.

در این پایان نامه به بررسی تجربی تأثیر زاویه شیب بر بازدهی کلکتورهای خورشیدی لوله خلأ پرداخته شده است. آزمایش ها در موقعیت جغرافیایی شهر کرمانشاه و در 5 شیب 22/5، 30، 37/5، 45 و 52/5 درجه انجام شده اند. سعی بر این بوده است که یک شیب بهینه برای کلکتورهای لوله خلأ ارائه شود. نتایج نشان دادند شیب بهینه برای مناطق با عرض جغرافیایی بالای 30 درجه، در تابستان و بهار باید 10 درجه کمتر و در پاییز و زمستان 10 درجه بیشتر از عرض جغرافیایی محل مورد استفاده باشد. همچنین یک رابطه تجربی برای بازدهی و یک رابطه تجربی برای ضریب تلفات کلکتورهای خورشیدی لوله خلأ ارائه شده است. آزمایش ها نشان دادند که ضریب تلفات تابع اختلاف دمای محیط با دمای داخل مخزن است و با افزایش این اختلاف دما مقدار ضریب تلفات به صورت لگاریتمی کاهش می یابد. رابطه بازدهی نشان می دهد تابع دو عامل اختلاف دمای محیط با مخزن و مقدار تابش خورشید در سطح مایل کلکتور است. بازدهی کلکتور با اختلاف دمای محیط با مخزن رابطه عکس و با مقدار تابش خورشید در سطح مایل کلکتور رابطه مستقیم دارد.

در این پایان نامه تاثیر استفاده از منعکس کننده بر کارایی حرارتی آبگرمکن های خورشیدی لوله خلا با استفاده از مطالعات تجربی بررسی شده است. برای این کار از یک آبگرمکن خورشیدی لوله خلا با مخزن 21 لیتری و3 لوله خلا و یک صفحه آلومینیومی با ضریب بازتابش 8/0 به عنوان منعکس کننده استفاده شده است. برای انجام آزمایش ها کلکتور در یک شیب ثابت 45 درجه در شرایط اقلیمی کرمانشاه یک بار بدون منعکس کننده و دفعات دیگر با منعکس کننده در فواصل 5/3 و 7 و 5/10و 14 سانتی متری از مرکز لوله ها انجام شده است . آزمایش ها در دوره یک ماه در تابستان و از داده هایی که شرایط محیطی و اب و هوایی و شدت تابش یکسانی داشته باشند، استفاده شده است . نتایج نشان می دهد که استفاده از منعکس کننده باعث افزایش میزان انرژی جذب شده وافزایش راندمان روزانه کلکتور در حدود3- 5/4 درصد می شود. همچنین نتایج نشان می دهد که با افزایش فاصله منعکس کننده از مرکز لوله ها ، راندمان و میزان انرژی جذب شده آبگرمکن خورشیدی افزایش می یابد و از فاصله 5/10 سانتی متری به بعد، افزایش فاصله منعکس کننده از مرکز لوله ها تأثیر افزایشی خود بر بازده را از دست می دهد و منجر به کاهش کارایی گرمایی کلکتور می شود. فاصله بهینه منعکس کننده از مرکز لوله های آبگرمکن بین 7 تا 5/10 سانتی متر می باشد.

چکیده در طی بیست سال گذشته، فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی به عنوان یک روش اتصال موثر شناخته شده است. بویژهبرای جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم با استحکام بالا این روش، مزایای بسیار زیادی نسبت به روش های ذوبی متداول دارد. علاوه بر این، اخیرا جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی در شرایط غوطه وری در یک سیال خنک کننده مانند آب مورد توجه ویژه ای قرار گرفته است. در این پایان نامه، مدلسازی حرارتی اویلری گذرا، با استفاده از نرم افزار comsolmultiphysics برای جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، انجام شده است. در این مدل با فرض میدان سرعت مفروض جهت منطقه خمیری خط جوش، و احتساب جامد ماندن بقیه قطعه کار، آنالیز انتقال حرارت در قطعه به عمل آمده است. مدل بدست آمده برای پیش بینی تغییرات دما در قطعه کاری در حین فرایند و تحت شرایط مختلف خنک کاری مورد استفاده قرار گرفته است. در این مدل، هر دو عامل اصطکاک و کار پلاستیک به عنوان منبع تولید گرما در نظر گرفته شده اند. با توجه به کانتورهای دمایی بدست آمده می توان دریافت که شرایط توزیع نامتقارن دمایی با واقعیت این نوع جوشکاری تطابق بیشتری دارد. مدل بدست آمده در دو شرایط مختلف محیطی (در هوای آرام و در زیر آب) با داده های تجربی برای آلیاژ آلومینیوم 2219 مورد راستی آزمایی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده از این پایان نامه نشان داد: استفاده از مدل میدان سرعت مفروض، فرض مناسبی است. بر مبنای این نتایج، بالاترین دما در ناحیه هم زده شده حدود 430 درجه سانتیگراد می باشد. که کمتر از دمای ذوب آلومینیوم 2219 است. لذا، در این ناحیه اثری از ذوب فلز مشاهده نخواهد شد. بالاترین دمای بدست آمده در قطعه، بالاتر از دمای انحلال ذرات ناخالصی است که برای عملیات سختی کاری در آلیاژ آلومینیوم 2219 به کار می روند.این نوع جوشکاری،با توجه به کاهش نرخ انتقال دما به درون قطعه کاری باعث محدود شدن تشکیل ترکیبات بین فلزی می گردد. با وجود اینکه ماکزیمم دمای قطعه در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی در زیر آب پایین تر است، اما شار حرارتی بدست آمده از شانه ابزار در این حالت بالاتر است، زیرا در این حالت دمای قطعه پایین تر و لذا تنش تسلیم آن بالاتر است. می توان با استفاده از این میدان سرعت مفروض، بحث تعقیب ذره را انجام داد.جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی در زیر آب موجب کاهش ماکزیمم دمای قطعه کاری می شود. لیکن، این کاهش دما مقدار قابل ملاحظه ای نمی باشد.

در این پایان نامه تأثیر استفاده از نانوسیال نانولوله کربنی چند دیواره بر کارایی سیستم خنک کن رادیاتور خودرو با استفاده از مطالعات تجربی بررسی گردید. برای این کار سامانه ای مشابه سیستم خنک کن خودرو ساخته شد. آزمایش هایی برای بررسی صحت نتایج سامانه با آب انجام شد که نتایج آن هم خوانی قابل قبولی با روابط معتبر دارد. برای انجام آزمایش های نهایی از نانولوله کربنی چند دیواره (0/01تا 0/2 درصد) به همراه آب و درصد های 30 تا 50 اتیلن گلیکول در دبی lit/min 2 تا lit/min8 استفاده شد. در تهیه نانوسیال از ارتعاشات مافوق صوت به همراه فعال کننده سطحی بهره گرفته می شود که استفاده از فعال کننده تأثیر زیادی بر روی پایداری نانوسیال مورد آزمایش دارد. نتایج نشان می دهد استفاده از نانوسیال در رادیاتور خودرو سبب افزایش انتقال حرارت می گردد به گونه ای که افزایش 9 تا 33 درصدی برای ضریب انتقال حرارت جابجایی و 9 تا 21 درصدی برای عدد ناسلت نسبت به سیال پایه مشاهده شد.

در این پژوهش یکی از رایج ترین انواع آب گرم کن های خورشیدی، آب گرم کن لوله خلاء، مورد بررسی قرار گرفته است. این سیستم ها بر پایه کلکتورهای حرارتی با دمای پایین عمل می نمایند. عوامل متعددی نظیر زاویه شیب کلکتور، نسبت ابعادی و فاصله ی بین لوله های خلاء، استفاده یا عدم استفاده از صفحه ی بازتابنده، اندازه ی مخزن ذخیره، شرایط جغرافیایی محل و شرایط محیط اطراف بر عملکرد این آب گرم کن ها تأثیر می گذارد. میزان در دسترس بودن انرژی خورشیدی فقط به روز های آفتابی محدود می شود. بنابراین ذخیره انرژی خورشیدی به صورت انواع دیگری از انرژی برای استفاده در شب و هوای ابری و تیره مهم است. با استفاده از روش عددی و با انگیزه طراحی اقتصادی تر و کارآمدتر سیستم های آب گرم کن لوله خلاء خورشیدی بررسی هایی برای تأثیر اندازه ی مخزن ذخیره بر روی عملکرد آب گرم کن صورت گرفته است. مدل عددی به کمک اطلاعات به دست آمده از داده های آزمایشی موجود تحت شرایط آب و هوایی شهر کرمانشاه اعتبار سنجی شده است. در مدل عددی، مسئله با 11 نسبت مختلف از حجم مخزن به مساحت کل کلکتور حل و عملکرد گرمایی آن ها محاسبه شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش حجم مخزن نسبت به مساحت ثابت کلکتور بازده کلکتور افزایش می یابد. با افزایش نسبت حجم مخزن به مساحت کلکتور از 5 به 100 عملکرد گرمایی کلکتور افزایش می یابد اما دمای آب مورد استفاده در مخزن کاهش می یابد. هم چنین با افزایش میزان تابش متوسط عملکرد گرمایی هریک از نسبت های مختلف حجم مخزن به مساحت کلکتور افزایش می یابد. استفاده از مخزن با حجم بالا باعث کاهش دمای متوسط سیال و افزایش بازده کلکتور می شود. درنتیجه مخزن بیش ازحد بزرگ نمی تواند در یک سیستم گرمایش خورشیدی نتیجه کارآمدتری بدهد بلکه منجر به افزایش هزینه، اشغال فضای بیشتر و سنگینی سیستم می شود.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.