اکسرژی موضوع تقریباً جدیدی است که اخیراً در کتابهای ترمودینامیک پیشرفته جای خود را باز کرده است. تحلیل اکسرژی بر پایه قانون دوم ترمودینامیک بنا شده است که فرآیندها وعملکرد سیستمها را مورد بررسی قرار می دهد.در این آنالیز بازده قانون دوم مطرح می شود که کارکرد یک سیستم یا سیکل را واقعی تر نشان می دهد. علاوه براین، عوامل بازگشت ناپذیری که منجربه نابودی اکسرژی،و کاهش بازده شده شناخته می شوند، در نتیجه راهکارهای کاهش نابودی اکسرژی یا بازگشت ناپذیری برای بهینه سازی تاسیسات مهندسی، مشخص خواهند شد.در این تحقیق سیکل نیروگاه پالایشگاه اصفهان با ظرفیت mw80 مورد بحث قرار گرفته است.که به وسیله برنامه کامپیوتری نوشته شده در نرم افزار ees ، به تحلیل سیکل پرداخته و با استفاده از بالانس جرمی اجزای سیکل و معادلات قانون اول و دوم ترمودینامیک هر یک از آنها، بازده و بازگشت ناپذیری و اتلافات اکسرژی هریک از اجزای سیکل بدست آورده شد است.که بر اساس آنالیز صورت گرفته بازده انرژی سیکل نیروگاه برابربا %25/78 و بازده اکسرژی %25/08 محاسبه شده است. و بازده انرژی بویلر برابر%78/7بازده اکسرژی آن برابر %32/3 ، همچنین نتایج حاصل ازآنالیز اجزای سیکل ،بویلر را مهمترین عامل نابودی اکسرژی معرفی می کند.که %60/9کل اتلافات اکسرژی سیکل را، به خود اختصاص می دهد. ازاین مقدار %35/16 ناشی از اتلافات احتراق و %25/19 ناشی از انتقال حرارت است. اتلافات اکسرژی ناشی از توربین برابر %3/65 کل سیکل و کندانسور %2/02 می باشد.همچنین نتایجی را بر پایه تغییر برخی پارامترها، جهت بهینه سازی وافزایش بازده سیکل اعم از افزایش فشار و دمای بویلر ،کاهش فشار خروجی توربین، استفاده از صرفه جوگر جهت افزایش دمای ورودی بویلر و اثرآن،کاهش مقدار هوای اضافی احتراق و اثر رطوبت نسبی هوا در احتراق،تاثیر تغییر بار بر روی راندمان بویلرها وتوربینها و همچنین محاسبه تغییر تحلیلهای اکسرژی در اثر تغییر دمای مبنای سیکل انجام شده است.

با توجه به پیشرفت روز افزون صنعت در چند دهه اخیر، ذرات ریز مقیاس مورد توجه خاص قرار گرفته اند. جهت حل جریان حول یک نانو ذره نیاز به روش عددی مناسبی است که براساس پیوستگی جریان استوار نباشد. روش شبکه بولتزمن یکی از ابزارهای به روز و موثر درزمینه ی بررسی عددی پدیده هاست که محدودیت پیوستگی جریان بر آن اعمال نمی شود. هدف اصلی این پایان نامه، بررسی جریان حول یک نانو ذره توسط روش شبکه بولتزمن است. در این پایان نامه، ابتدا با بررسی جریان پوازیه داخل لوله و کانال، دقت روش تبادل ممنتم در محاسبه نیرو روی سطوح صاف نشان داده شد. سپس جریان داخل حفره های مستطیلی و نیم دایره ای مورد بررسی قرار گرفت. جهت معتبر سازی کد نوشته شده در زمینه اعمال شرط مرز منحنی از تحلیل جریان حول استوانه بین دو صفحه موازی استفاده شد و توانایی و دقت روش یو مرتبه 2 نسبت به سایر روشهای اعمال شرط مرز منحنی نشان داده شد. در ادامه، جریان حول یک استوانه و کره آزاد (بررسی شرط تقارن محوری) مورد بررسی قرار گرفت و توانایی روش تبادل ممنتم در محاسبه نیرو روی سطوح منحنی نیز مشخص گردید. جهت تکمیل بررسی سطوح منحنی به تحلیل جریان حول یک ایرفویل پرداخته شد. در ادامه، کلیه مسائل مطرح شده، در حالت ریز مقیاس مورد بررسی قرار گرفتند. پس از بررسی جریان داخل میکرو کانال و میکرو لوله توانایی روش طیفی 1، dsbc، dmbc، cbc جهت اعمال شرط لغزش بر روی سطح صاف مشخص گردید. سپس جریان داخل یک میکرو حفره مربعی و نیم دایره ای تحلیل شد. در آخر جریان حول یک میکرو استوانه آزاد و یک نانو ذره با اعمال شرط مرز منحنی، شرط لغزش و شرط تقارن محوری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل حاکی از دقت روش dmbc جهت اعمال شرط لغزش بر روی سطوح منحنی بود. جهت معتبر سازی نتایج از نتایج تحلیلی در اعداد رینولدز کوچک استفاده شد. در نهایت پس از بررسی تاثیر عدد رینولدز و عدد نادسن بر ضریب درگ و با محاسبه ضریب کانینگهام، تاثیر لغزش بر روی ضریب درگ مشخص گردید. نتایج حاصل نشان دهنده تصحیح ضریب کانینگهام و اضافه نمودن ضریبی از عدد رینولدز در این رابطه بود. لازم به ذکر است که نتایج به دست آمده در کلیه مراحل، همخوانی مناسبی با نتایج مراجع معتبر داشتند.

امروزه استفاده از مبدلهای حرارتی در صنعت غیر قابل انکار است. در این میان مبدلهای حرارتی لوله پره دار به دلیل میزان انتقال حرارت زیاد آن از اهمیت ویژه ای برخوردارند و کاربردهای گوناگونی دارند. برای مثال می توان به رادیاتور خودرو، سیستمهای سرمایش و گرمایش و ... اشاره نمود. از این رو چگونگی رفتار این مبدلها نسبت به تغییراتی که بر روی ورودی ها اعمال می شود، ما را در طراحی هر چه بهتر اینگونه مبدلها برای شرایط مختلف یاری می دهد. عدم استفاده مناسب از مبدلهای حرارتی می تواند باعث ایجاد خساراتی در سیستم شود. در این پایان نامه پاسخ یک مبدل حرارتی لوله پره دار بر اثر تغییرات پله ای که بر روی ورودی ها اعمال می شود، به صورت تجربی بررسی می شود. پس از انتخاب پمپ و فن و مبدل و قطعات مناسب دستگاه را مونتاژ نموده و سپس به انجام آزمایش می پردازیم. آزمایش برای چهار حالت زیر انجام می شود: 1) تغییر پله ای دبی هوای ورودی 2) تغییر پله ای دبی آب ورودی 3) تغییر پله ای دمای آب ورودی 4) تغییر پله ای دمای آب ورودی از حالت تعادلی حالت تعادلی حالتی است که دمای آب و هوای ورودی یکی باشد در این حالت هیچگونه انتقال حرارتی وجود ندارد و بنا بر این دماهای خروجی نیز یکسانند. با افزایش پله ای دبی هوای ورودی، دمای هوای خروجی، ابتدا یک کاهش شدید از خود نشان می دهد و سپس به صورت نمایی تغییر می کند ولی دمای آب از ابتدا به صورت نمایی تغییر می کند. دمای آب خروجی بر اثر افزایش پله ای دبی آب ورودی ابتدا به شدت و سپس به صورت نمایی افزایش می یابد ولی تغییر دمای هوای خروجی در این حالت از ابتدا به صورت نمایی خواهد بود. در حالتی که دمای آب ورودی به صورت پله ای افزایش یابد مشاهده می شود که دمای آب و هوای خروجی هر دو از ابتدا به صورت نمایی تغییر خواهد کرد. باید متذکر شد که مبدل حرارتی استفاده شده در این آزمایش، یک رادیاتور خودرو پراید بوده است که لوله ها و پره ها به ترتیب از جنس مس و برنج بوده و ابعاد آن (cm) 33 * 38 * 2/4 می باشد.

ثابت ماندن فشار کندانسور در نیروگاه های بخار اهمیت زیادی دارد زیرا فشار کندانسور با پس فشار توربین برابر است. با تغییر پس فشار توربین، توان تولیدی در راندمان نیروگاه تغییر می کند. فشار کندانسور تابعی از میزان خنک سازی آن است. این خنک سازی توسط برج خنک کن انجام می شود. عملکرد برج خنک کن با جریان طبیعی، بسیار متاثر از شرایط محیطی از قبیل دما و سرعت باد است. در پایان نامه حاضر عملکرد برج خنک کن نیروگاه سیکل ترکیبی یزد در هنگام وزش باد بررسی شده و راهکارهای اصلاحی نیز مورد توجه قرار گرفته است. نخست عملکرد برج بدون وزش باد به صورت عددی شبیه سازی شده و نتایج با داده های تجربی موجود، تایید شده است. با وزش باد نتایج شبیه سازی مشخص شده است که در سرعت های کمتر از m/s5، افزایش سرعت باد باعث کاهش عملکرد برج می شود ولی در سرعت های بیشتر از m/s5 عملکرد برج بهتر می شود. در سرعت های زیاد باد، قسمت عمده جریان وارد شده به برج، به طور افقی از رادیاتور های پشتی خارج می شود. بدین معنی که هوای گرم داخل برج از روی رادیاتورهای پشتی عبور نموده و از برج خارج می شود، در نتیجه به دلیل کاهش اختلاف دمای رادیاتورهای این ناحیه و هوا، از قدرت سرمایی این رادیاتورها کاسته می-شود. همچنین به دلیل عبور جریان هوا به صورت مماسی روی رادیاتورهای کناری و کاهش فشار هوا مطابق قانون برنولی در این ناحیه، این دسته از رادیاتورها با کاهش شدید مکش هوا روبرو هستند و در نتیجه این رادیاتورها جزء بحرانی ترین رادیاتورها به حساب می آیند. با بستن لوورهای ورودی جریان هوای برج با یک نظام خاص، می توان الگوی جریان داخل برج را کنترل نمود و از خروج جریان هوا به صورت افقی از رادیاتورهای پشتی جلوگیری نمود و همچنین میزان جریان هوای ورودی رادیاتورهای کناری را افزایش داد. این موضوع به طور عددی شبیه سازی شده است و افزایش 16 درصدی بهبود خنک کاری برج پیش بینی شده است. همچنین رفتار غیر دائم برج با تغییر سرعت باد نیز بررسی شده است.

با توجه به اهمییت استفاده از سیال غیرنیوتنی در صنعت، در این پژوهش به تحلیل عددی جریان و انتقال حرارت سیال غیرنیوتنی در یک لوله شیاردار و فنردار در حالت سه بعدی به کمک نرم افزار فلوئنت پرداخته شده است. محدوده جریان سیال آرام در نظر گرفته شده است. در این پژوهش موارد زیر مورد بررسی قرار گرفته شده آست: 1- تاثیر عدد رینولدز 2- شرایط مرزی دما ثابت و شار ثابت 3- اثرات شیار و فنر 4- اثرات دما نتایج نشان می دهد که با افزایش عدد رینولدز عدد ناسلت در طول لوله افزایش می یابد. با مقایسه عدد ناسلت لوله فنردار با لوله صاف مشاهده می شود که عدد ناسلت به علت ایجاد فنر افزایش یافته و بیشترین نسبت عدد ناسلت لوله فنردار به لوله صاف در شرط مرزی دماثابت برای گام 20 و ارتفاع فنر 1.5 میلی متر برای رینولدز 918 و برابر با 19/2 می باشد. همچنین با مقایسه عدد ناسلت لوله شیاردار با لوله صاف مشاهده می شود که عدد ناسلت به علت ایجاد شیار افزایش یافته و بیشترین نسبت عدد ناسلت لوله شیاردار به لوله صاف در شرط مرزی دماثابت برای گام 20 و عمق شیار 2 میلی متر برای رینولدز 307 و برابر با 32/2 می باشد. با مقایسه افت فشار لوله فنردار با لوله صاف مشاهده می شود کمترین افت فشار لوله فنردار به لوله صاف در شرط مرزی شار ثابت برای گام 20 و ارتفاع فنر 1.5 میلی متر برای رینولدز 918 و برابر با 31/1 می باشد. همچنین با مقایسه افت فشار لوله شیاردار با لوله صاف مشاهده می شود کمترین افت فشار لوله شیاردار به لوله صاف در شرط مرزی دماثابت برای گام 60 و عمق شیار 2 میلی متر برای رینولدز 918 و برابر با 03/1 می باشد.

در این پایان نامه به کاربرد روش عددی شبکه بولتزمن در شبیه سازی جریان سیال غیر نیوتنی پرداخته شده است. این رساله ضمن ارایه معرفی مختصری در راجع به روش شبکه بولتزمن، برخی از معادلات ساختاری که برای سیالات غیر نیوتنی ارایه شده است را معرفی می‏نماید. در این بین، معادلات ساختاریی که جهت شبیه سازی سیالات غیر نیوتنی عمومیت بیشتری دارند مورد توجه قرارگرفته‏اند و در صورت امکان معادله حل تحلیلی این معادلات در جریان داخل کانال و یا لوله استخراج شده است. در ادامه استخراج معادلات حرکت سیال غیر نیوتنی از معادلات شبکه بولتزمن شرح داده شده و نتایج حل عددی حاصل از شبیه سازی ارایه شده است. در شبیه سازی‏هایی که به کمک روش شبکه بولتزمن صورت گرفته، ابتدا جریان نیوتنی بین دو صفحه تخت و جریان کوئت با شرایط مرزی متفاوت به عنوان مسئله نمونه مد نظر گرفته شده و نتایج حل عددی ارایه شده است. در آخر جریانی که برای آزمودن کد شبیه سازی شده است، جریان درون یک حفره ی مربعی با سرپوش متحرک است. هرچند این جریان حل تحلیلی ندارد، اما جریان به دفعات توسط روش های عددی مرسوم حل شده است. علت انتخاب این جریان آن است که برخلاف هندسه ی ساده مسأله، جریان درون آن به علت حضور هم زمان بسیاری از پدیده های مهم از جمله گردابه های گوشه، حالت دو بعدی، شرایط آشفته و ... ارزشمند بوده و این موضوع آن را به صورت یکی از موضوعات تحقیقاتی پراهمیت تبدیل کرده است. همچنین پارامتر‏های مختلف بر دقت و سرعت حل عددی از دیگر مطالب ارایه شده در این رساله است. لازم به ذکر است استخراج معادلات حرکت سیالات غیر نیوتنی از معادلات شبکه بولتزمن به طور کامل و واضح و همچنین حل عددی جریان سیال غیر نیوتنی درون حفره در شاخصه‏های مختلف سیال از جمله نوآوری‏های این پایان نامه می‏باشد.

در این مطالعه جریان طبیعی و تراکم ناپذیر سیال غیرنیوتنی مدل پاورلا در حالت دائم و آرام در محفظه مکعب مستطیلی شیبدار به روش عددی شبیه سازی شده است. دیواره ی بالا، پایین، جلو و عقب محفظه عایق و دیواره های راست وچپ، دمای ثابتی دارند. برای تقریب چگالی از تقریب بوزینسک استفاده شده است. مدل پاورلا بیشترین کاربرد را در توصیف سیالات غیرنیوتنی لزج خالص دارد. این مدل به طور گسترده کاربرد داشته و طیف گسترده تری از سیالات را در بر می گیرد و شامل سیالات نیوتنی نیز می شود و نیز صدق بیشتری بر رفتار سیال در نرخ برش بالا خواهد داشت. بر این اساس در این تحقیق، بررسی مسائل محدود به سیالات لزج خالص مستقل از زمان بدون تنش تسلیم اوّلیه منطبق بر مدل پاورلا انجام شده است. از روش عددی حجم محدود برای تبدیل معادلات دیفرانسیل جزئی به روابط جبری که مقدار متغیّرهای وابسته را به گره های شبکه محاسباتی ارتباط می دهند، استفاده شده است. برای حل معادلات ناویر استوکس و پیوستگی از روش سیمپل سی برای ارتباط سرعت و فشار بهره برده شده است. اثر تغییرات زاویه ی شیب محفظه، شاخص پاورلا و عدد رایلی بر روی مشخّصه های جریان از قبیل توزیع عدد ناسلت بر روی دیواره، سرعت ماکزیمم روی خطوط وسط محفظه و خطوط جریان بررسی شده است. نتایج در کل نشان می دهد که برای محدوده ی زاویه، نسبت منظـر، عدد پرانتل، عدد رایلـــی و ضریب پاورلای بررسی شده، مقـادیر پارامتــرهای جریان و انتقال حرارتــی سیال برای ?=0^°، pr=10، ra=10e7 و 0/6= n بیشترین مقدار را دارد.

روش شبکه بولتزمن (lbm) یک روش محاسباتی است که توانایی مدل سازی جریان سیال و انتقال حرارت را دارد. تحلیل میدان جریان با مرزهای پیچیده، دستورات ساده برنامه نویسی و شرایط آسان برای پردازش موازی از مزیت های این روش است. هدف این پایان نامه، توسعه و بازنویسی یک کد کامپیوتری به زبان فرترن است که بتواند جریان سیال همراه با انتقال حرارت را در ابعاد بزرگ وریز مقیاس تحلیل کند. (کد موجود قبلی فقط جریان سیال بدون انتقال حرارت را تحلیل می کرد) .جریان آرام دوبعدی و تراکم ناپذیر و سیال نیوتونی و تک فاز است. در تحلیل جریان در ابعاد ریز مقیاس (جریان لغزشی) از شرط مستقیم و طیفی برای سرعت و شرط مستقیم و dsbc برای دما استفاده شده است. از شرط زو-هی سرعت ثابت و شرط دمای معکوس لغزشی برای شرط عدم لغزش روی دیواره ها و برای مرزهای ورودی و خروجی از شرط زو-هی سرعت ثابت و فشار ثابت استفاده شده است. از شبکه d2q9 در همه تحلیل های سیالاتی و حرارتی استفاده شده است. بعد از تدوین کد مورد نظر مسائل زیر تحلیل شده اند: 1)هدایت گرما در جسم جامد با مرزهای پیچیده 2)جریان پتانسیل روی اجسام با شکل پیچیده 3)جریان و انتقال حرارت بین دو صفحه موازی در ابعاد بزرگ و ریز 4)جریان جا به جایی طبیعی در یک محفظه با و بدون جسم داخلی با مرز پیچیده در ابعاد بزرگ و ریز در تمام موارد، نتایج با داده های تحلیلی و عددی موجود مقایسه شده است که در همه موارد دقت وتوانایی کد تهیه شده به اثبات رسیده شده است.

در سال های اخیر جهت بهبود بخشیدن عملکرد یاتاقان ها، از روان کارهای غیرنیوتنی میکروپلار ، که با اضافه نمودن مواد افزودنی به روغن های معمولی به دست می آیند، به طور گسترده استفاده می شود. هدف از این پایان نامه استفاده از تئوری روان کاری میکروپلار در بررسی عملکرد استاتیکی ژورنال بیرینگ های هیدرودینامیکی غیرمدوّر و ناهم راستا می باشد. یاتاقان های غیرمدوّر مورد مطالعه عبارتند از: یاتاقان های دو لُب و سه لُب، که کاربرد وسیعی در صنعت دارند. بدین منظور با استفاده از یک روش اجزاء محدود میدان فشار ایجاد شده در فضای لقی به وسیله حل معادله ی رینولدز اصلاح شده بر اساس تئوری سیّال میکروپلار محاسبه می شود. با استفاده از فشار حاصل پارامترهای عملکرد استاتیکی یاتاقان ها از قبیل ظرفیّت حمل بار، زاویه مشخصه، ضریب اصطکاک، و نشتی انتهایی برحسب نسبت خروج از مرکزی، درجه ناهم راستایی و پارامترهای سیّال میکروپلار، مورد بررسی قرار می گیرند. نتایج به دست آمده حاکی از آن می باشند که یاتاقان مدوّر در مقایسه با یاتاقان غیرمدوّر، دارای ظرفیّت حمل بار بیشتر بوده و ضریب اصطکاک آن کمتر می باشد. همچنین مشاهده می شود که اثرات ناهم راستایی بر عملکرد یاتاقان غیرمدوّر سه لُب، در مقایسه با یاتاقان غیرمدوّر دو لُب بیشتر است. نتایج حاصل همچنین نشان می دهند که استفاده از سیّال میکروپلار در مقایسه با سیّال نیوتنی باعث بهبود عملکرد استاتیکی یاتاقان ها می شود، و ممان ناهم راستایی برای سیّال میکروپلار بیشتر از سیّال نیوتنی است. با افزایش عدد کوپلینگ ، این اثرات از شدت بیشتری برخوردار خواهند بود. این نتایج، به پیکربندی و هندسه یاتاقان نیز وابسته است. نتایج این بررسی می تواند در انتخاب بهینه و طراحی این نوع از سیستم یاتاقان ها نقش بسزایی داشته باشد.

مسئله جریان عبوری از یک سیلندر با مقطع مربعی مورد توجه بسیاری از محققین ودر زمینه آئرودینامیک اجسام جریان بند قرار گرفته است زیرا در زندگی واقعی، اکثر سازه های معماری از قبیل ساختمان ها،پل ها،ابنیه های تاریخی و ...، دارای مقاطعی مربعی یا مستطیلی می باشند. بسیاری از جریان های تئوری و عملی از قبیل مبدل های حرارتی پین شکل و لوله ای، تقسیم-کننده های جریان در فرآیندهای پلیمری، آیرودینامیک و خنک کردن قطعات الکترونیکی در شرایط خاص پدیده ریزش گردابه را از خود نشان می دهند.از طرفیاکثر ترکیبات چندفازی (فوم ها، سوسپانسیون ها و امولسیون ها) و سیستم های پلیمری با وزن مولکولی بالا (محلول ها، مذاب ها و مخلوط ها) تحت شرایط های مختلف جریان، رفتارهایی مشابه با رفتارهای برشی- نازک(n<1) و یا برشی- ضخیم (n>1) از خود نشان می دهند.علیرغم کاربرد گسترده سیالات توانی، اطلاعات ناچیزی از مشخصه های جریان سیالات توانی و انتقال حرارت آنها در یک جریان یکنواخت سیال در اطراف سیلندرهای مربعی موجود می باشد.بنابراین در این تحقیق سعی شده است، این نتایج در حد گسترده ای ارائه گردد. در فصل اول مقدمه ای درباره سیالات غیر نیوتنی و به ویژه سیالات توانی ارائه شده است. سپس در فصل دوم، تحقیقات انجام شده گذشتگان در بخش های جداگانه ارائه شده و جایگاه تحقیق حاضر تبیین شده است. در فصل سوم جزئیات هندسی مسئله مورد نظر در دامنه محاسباتی، معادلات حاکم و روش گسسته سازی آن ها، شرایط مرزی مورد استفاده بررسی شده است. در فصل چهارم نتایجمربوط به جریان آرام سیالات توانی عبوری از یک سیلندر مربعی به تفصیل مورد مطالعه قرار گرفته است. در ابتدای این فصل، استقلال شبکه هندسه های موردنظر بررسی شده، سپس نتایج به دست آمده در این تحقیق با نتایج گذشتگان مقایسه گردیده و پس از حصول اطمینان از صحت نتایج، در پایان این فصل، نتایج، پارامترها و نیز الگوهای متفاوت جریان در اعداد رینولدز و شاخص های توانی مختلف مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. در فصل پنجم نیز نتایج مربوط به حالت دو سیلندری در دو آرایش پشت سر هم و پهلو به پهلو در اعداد رینولدز و شاخص های توانی مختلف و برای عدد پرانتل 7/? به طور جامع در سه بخش مورد بررسی قرار گرفته است. در بخش اول نتایج مربوط به حالت دو سیلندر پشت سر هم در فاصله بین سیلندری ?، در اعداد رینولدز مختلف مورد بررسی قرار گرفته و سپس در بخش دوم اثرات تغییر فاصله در این آرایش مطالعه شده است. در بخش پایانی نیز نتایج مربوط به حالت دو سیلندر در آرایش پهلو به پهلو و در فاصله بین سیلندری ? بررسی شده است. تحقیق حاضر در محدوده اعداد رینولدز ?? تا ??? و شاخص های توانی ?/? تا ?/? و عدد پرانتل ثابت ?/? بررسی شود که نتایج نشان داد سیالات برشی- نازک نرخ انتقال حرارت را افزایش می دهند درحالیکه سیالات برشی- ضخیم نرخ انتقال حرارت را کاهش می دهند. همچنین دیده شد که در حالت دو سیلندر پشت سر هم، برای تمام اعداد رینولدز و شاخص های توانی، سیلندر بالادست رفتار مشابهی با حالت تک سیلندری از خود نشان می دهد. در آرایش پهلو به پهلو و در محدوده اعداد رینولدز و شاخص-های توانی فوق، در اطراف دو سیلندر الگوی جریان هماهنگ غیر همفاز دیده شد.

چکیده جریان سیال غیر نیوتنی در داخل لوله های غیر هم مرکز یک مساله رایج در حفاری چاه های نفت و گاز می باشد. بعد از اینکه مته حفاری که غالباً به صورت غیر هم مرکز با چاه می باشد، شروع به عملیات حفاری نمود، گل های حاصل از حفاری که یک سیال غیر نیوتنی محسوب می شود از بین مته و قطر چاه خارج می شود. این پروسه را می توان با جریان سیال غیر نیوتنی در داخل لوله های غیر هم مرکز مدل نمود. این پژوهش به بررسی عددی جریان آرام سیال غیر نیوتنی بین دولوله غیر هم مرکز می پردازد. در این مطالعه اثر پارامترهای، توان پاور لا ، نسبت شعاعی و نسبت خروج از مرکزی در اعداد رینولدز 50، 100 و 250 روی جریان سیال مورد بررسی قرار می گیرد. جریان سیال به صورت یکنواخت وارد مجرا شده و پس از تبادل ممنتوم با دیواره های لوله ها، به صورت کاملا توسعه یافته از انتهای لوله خارج می شود. در مطالعه حاضر معادلات حاکم برای جریان سه بعدی با استفاده از روش گسسته سازی حجم محدود و با استفاده از الگوریتم سیمپل حل شده اند. محاسبات با استفاده از روش گسسته پریستو برای فشار و کوییک برای سرعت ( مرتبه سوم) که برای سلول های شش وجهی مناسب هستند، انجام شد. مطالعات انجام شده نشان دهنده افزایش میزان افت فشار، ضریب اصطکاک و سرعت بیشینه با افزایش توان پاور لا، می باشد. همچنین افزایش عدد رینولدز پروفیل سرعت به صورت تخت تر در آمده و گرادیان سرعت بزرگتر در نزدیکی دیواره مشاهده می شود.

در منابع مختلف به وفور به اهمیت مبدل ها در محیط رقابتی صنایع مختلف اشاره شده است. یکی از مبدل های پرکاربرد در صنعت به ویژه صنایع نفت وگاز، مبدل حرارتی صفحه ای است. امروزه به طور وسیع از این نوع مبدل ها با صفحات شورون در صنایع مختلف استفاده می‏شود. از آنجا که موج های روی صفحات شورون با ایجاد و تسریع جریان های گردابی باعث مغشوش شدن جریان، حتی در اعداد رینولدز پایین، می گردد؛ تأثیر زیادی بر ضریب اصطکاک و انتقال حرارت بین صفحات شورون می گذارد. اما استفاده موثر از مبدل های حرارتی صفحه ای در جریان تک فاز نیازمند اطلاعات طراحی و یا ابزار های پیش گویانه است. در این پایان نامه یک کانال مبدل حرارتی صفحه ای با صفحات شورون برای مطالعه ی تأثیر زاویه‏ی شورون و همچنین تأثیر دو موجی کردن صفحات شورون بر روی ضریب اصطکاک، به صورت سه بعدی در سایز واقعی مدل سازی شده است. به علاوه چهار کانال مبدل حرارتی صفحه ای با صفحات شورون برای مطالعه ی تأثیر زاویه‏ی شورون و همچنین تأثیر دو موجی کردن صفحات شورون بر روی انتقال حرارت، به صورت سه بعدی مدل سازی شده است. پارامترهای موثر ذکر شده در محدوده ی اعداد رینولدز (4000 تا 20000) برای سیال کاری نفت خام و آب بررسی شده است. به علاوه تغییر ماهیت جریان بین صفحات شورون با تغییر زاویه ی صفحات، مورد تحقیق قرار گرفته است. در کار حاضر حل عددی معادلات پیوستگی، اندازه حرکت و انرژی از طریق کد تجاری فلوئنت، به روش حجم محدود انجام شده است و پس از مطالعه ی مدل های اغتشاشی k-?، مناسب ترین مدل برای شبیه سازی عددی جریان و انتقال حرارت بین صفحات شورون در نظر گرفته شده است. همچنین در هر بخش برای تأیید صحت نتایج به دست آمده از شبیه سازی، این نتایج با نتایج تجربی مقایسه شده است. این تحقیق نشان می دهد که با افزایش زاویه ی شورون و عدد رینولدز، ضریب اصطکاک کانال کاهش پیدا می کند و افزایش زاویه ی شورون و عدد رینولدز در کانال های مبدل حرارتی صفحه ای با زاویه های شورون 60 و 45 درجه باعث افزایش انتقال حرارت می گردد. همچنین ابتکار جالب دو موجی کردن صفحات شورون با زاویه‏ی 45 درجه موجب افزایش افت فشار و انتقال حرارت بررسی شده است و ثابت گردید که روابط تجربی موجود، علاوه بر سیال آب، برای سیال نفت خام نیز معتبر است. نهایتاً باید عنوان داشت که دینامیک سیالات محاسباتی توانایی شبیه سازی و تحلیل جریان در مبدل های حرارتی صفحه ای را دارا می باشد.

با توجه به پیشرفت صنعت و ضرورت استفاده از سیستم های با حجم کمتر و نرخ انتقال حرارت بیشتر، بررسی انتقال حرارت و خصوصیات جریان سیال در داخل میکروکانال ها مورد توجه خاص قرار گرفته است. امروزه از میکروکانال ها در صنایع و تجهیزات مختلف نظیر خنک کاری قطعات الکترونیکی، مبدل های حرارتی، قطعات و وسایل سرمایش و گرمایش در ابعاد میکرو استفاده زیادی می شود. در فرایندهای صنعتی رفتار جریان همراه با برش، با روابط نیوتنی قابل بیان نیست، چرا که بسیاری از سیال های صنعتی رفتارهای غیرنیوتنی از خود بروز می دهند. علیرغم کاربرد گسترده سیالات توانی، اطلاعات ناچیزی از مشخصه های جریان سیالات توانی و انتقال حرارت آنها در جریان درون میکروکانال ها در اختیار می باشد. همچنین اگر ابعاد کانال (طول مشخصه ماکروسکوپی) با طول آزاد میانگین قابل مقایسه باشد دیگر تعادل ترمودینامیکی در سیال وجود ندارد و اثرات رقیق بودن ظاهر می شود که این مطلب در مطالعه حاضر به تفصیل مورد بررسی قرار گرفته است. در این مطالعه انتقال حرارت جابجایی اجباری جریان تراکم ناپذیر سیال غیرنیوتنی مدل پاورلا در حالت دائم و آرام در میکروکانال مستطیلی بصورت سه بعدی با استفاده از روش عددی شبیه سازی شده است. دیواره های میکروکانال دمای ثابتی دارند. مدل پاورلا بیشترین کاربرد را در توصیف سیالات غیرنیوتنی لزج خالص دارد. این مدل بطور گسترده کاربرد داشته و طیف گسترده ای از سیالات را در بر می گیرد و شامل سیالات نیوتنی نیز می شود و نیز صدق بیشتری بر رفتار سیال در نرخ برش بالا خواهد داشت. بر این اساس در این تحقیق، بررسی مسائل محدود به سیالات لزج خالص مستقل از زمان بدون تنش تسلیم اولیه منطبق بر مدل پاورلا انجام شده است. همچنین شرایط مرزی لغزش سرعت و پرش دمایی بوسیله عدد نادسن که معیاری از میزان لغزشی بودن جریان است، برای بررسی اثرات رقیق بودن لحاظ و به تفصیل مورد بررسی قرار گرفته است. از روش عددی حجم محدود برای تبدیل معادلات دیفرانسیل جزئی به روابط جبری که مقدار متغیرهای وابسته را به گره های شبکه محاسباتی ارتباط می-دهند، استفاده شده است. همچنین برای حل معادلات ناویر استوکس و پیوستگی از روش سیمپل سی برای ارتباط سرعت و فشار بهره گرفته شده است. اثر تغییرات عدد نادسن، شاخص پاورلا، عدد پرانتل و نسبت منظر بر روی مشخصه های جریان از قبیل پروفیل های سرعت، فشار، دما و توزیع ضریب اصطکاک و عدد ناسلت در ناحیه در حال توسعه و همچنین توسعه یافته هیدرودینامیکی و حرارتی به تفصیل مورد بررسی قرار گرفته است.

مبدل های حرارتی لوله پره دار خاص با تعداد ردیف لوله زیاد و لوله هایی با قطر خارجی بزرگ در محدوده وسیعی از کاربردها استفاده می شوند. که به عنوان نمونه کاربردی از آن، می توان مبدل های حرارتی فورگو را نام برد. هندسه مورد مطالعه در این پژوهش یک مبدل حرارتی لوله پره دار با پره های ساده و لوله هایی با قطر خارجی در سه حالت شش ردیف لوله، نه ردیف لوله و دوازده ردیف لوله در نظر گرفته شده است. که توسط نرم افزار فلوئنت در حالت پایا با فرض جریان تراکم ناپذیر و آرام به صورت سه بعدی شبیه سازی گردیده است. نتایج نشان داد که اگر جریان با زاویه ای حداکثر تا 35 درجه وارد مبدل حرارتی مذکور شود تغییرات ایجاد شده در مقدار عدد ناسلت کمتر از 5 درصد می باشد که ناچیز بوده و قابل اغماض می باشد. همچنین اگر جریان ورودی با زاویه ای حداکثر تا 15 درجه وارد مبدل حرارتی مذکور گردد تغییرات ایجاد شده در میزان افت فشار کمتر از 5 درصد می باشد که قابل چشم پوشی است. بررسی ها نشان داد که افزایش تعداد ردیف لوله ها هیچ تاثیری بر روی مقدار عدد ناسلت و ضریب j کولبرن ندارد. ولی باعث افزایش قابل توجه مقدار افت فشار می گردد. همچنین با افزایش تعداد ردیف لوله ها میزان تغییر ایجاد شده در ضریب اصطکاک کمتر از 7 درصد می باشد. تحلیل ها روشن نمود که مولفه افقی سرعت جریان ورودی نقش اصلی را در تعیین مقادیر پارامترهای ناسلت، افت فشار، ضریب j کولبرن و ضریب اصطکاک دارا می باشد. مشاهده شد که مقدار عدد ناسلت در اولین ردیف از لوله ها که با جریان هوای ورودی تماس پیدا می کند نسبت به سایر ردیف ها بیشتر است. همچنین مقدار افت فشار در اولین و آخرین ردیف از لوله ها نسبت به سایر ردیف ها بیشتر می باشد.

در این مطالعه ابتدا جریانهای چندفازی اویلری-اویلری مورد بررسی قرار گرفته و توانایی آنها در مدل کردن جریان چند فازی هوا آب داخل رمجت بررسی گردیده است.سپس بدلیل خطای زیاد روش های اویلری-اویلری و موانع موجود، با استفاده از روش اویلری – لاگرانژی به صورت دو بعدی و سه بعدی جریان دوفازی و رفتار حرکت حباب در جریان آشفته در درون یک رمجت دریایی شبیه سازی شده است.در این روش تحلیل میدان جریان به روش اویلری صورت گرفته است . برای بررسی تغییرات شعاع حباب از معادله رایلی- پلاست استفاده گردیده و یک کد کامپیوتری برای شبیه سازی رفتار حباب در داخل نرم افزار فلوئنت تعمیم داده شده است. با در نظر گرفتن تمام نیروهای اعمال شده روی حباب در قانون دوم نیوتن معادله ای برای مسیر حرکت حباب بدست آورده شده است. از مدل اغتشاشات k-? برای مدل کردن مولفه های نوسانی سرعت استفاده شده است. در این تحقیق همچنین اثر پارامترهایی نظیر کسر حجمی اولیه ورودی هوا و سرعت اولیه ورودی آب بر نیروی پیش رانش رمجت مورد بررسی قرار گرفته است.

در سالیان اخیر هزینه های بالای انرژی و مواد باعث شده است که کوشش های بسیاری برای رسیدن به راندمان بالاتر برای مبدل های حرارتی جهت کوچکتر شدن ابعاد، بهینه سازی مصرف انرژی و در نهایت کاهش هزینه ها صورت گیرد. افزایش راندمان مبدل حرارتی به معنی حداکثر افزایش انتقال حرارت به همراه حداقل افزایش افت فشار است. از جمله روش های غیرفعال افزایش انتقال حرارت در مبدل های حرارتی، استفاده از ملحقات است. در این رساله با توجه به کاربرد سیال غیرنیوتنی در بسیاری از صنایع، تأثیر استفاده از ملحقات مختلف برای سیال غیرنیوتنی لزج خالص بررسی شده است و نتایج حاصله با سیال نیوتنی مقایسه شده است. این بررسی به صورت عددی و با استفاده از کد calc-bfc (که در حین مراحل انجام رساله توسعه یافته) انجام گرفته است. با توجه به اینکه انتخاب مدل آشفتگی تأثیر بسزایی در دقت نتایج دارد و برای مبدل های حرارتی اغتشاشات نزدیک دیواره ها تأثیر زیادی بر افت فشار و انتقال حرارت دارد، از مدل آشفتگی k-w-v2-f استفاده شده است که توانایی خوبی در پیش بینی جریان های نزدیک به دیوار به خصوص در جدایی جریان، انتقال حرارت و اصطکاک را دارد. برای سیال غیر نیوتنی در حالت آشفته ویسکوزیته ادی اصلاح شده و برای تایید درستی نتایج حاصل از به-کارگیری این مدل اصلاح شده، جریان داخل دو لوله هم مرکز شبیه سازی و نتایج حاصله با نتایج تجربی و نیمه تحلیلی مقایسه شده است. رساله حاضر شامل هفت فصل بوده که در فصل نخست روش های افزایش انتقال حرارت در مبدل های حرارتی معرفی شده و سپس در فصل دوم مروری بر کارهای انجام شده، صورت گرفته است. خصوصیات انواع سیال غیر نیوتنی و مدل های ارائه شده جهت شبیه سازی رفتار این سیالات در فصل سوم معرفی شده است. در فصل های چهارم و پنجم، معادلات حاکم، مدل آشفتگی و روش عددی مورد استفاده در این رساله شرح داده شده است. نتایج حاصله برای جریان آرام و مغشوش سیال نیوتنی و غیرنیوتنی در فصل های ششم وهفتم ارائه گردیده است. ملحقات مورد استفاده در این رساله دیسک، رینگ کامل، قطاعی از دیسک و قطاعی از رینگ می باشد. با توجه به اینکه با افزودن ملحقه علاوه بر افزایش انتقال حرارت، افت فشار نیز افزایش می یابد، ملاک بررسی عملکرد ملحقه نسبت کارایی است. نتایج نشان می دهد که برای جریان آرام، افزودن دیسک و برای جریان آشفته، افزودن قطاعی از رینگ با زاویه 17 درجه منجر به بالاترین نسبت کارایی می شود. تأثیر رئولوژی سیال بر نسبت کارایی بیشتر از هندسه ملحقه است و سیالات رقیق شونده به دلیل داشتن افت فشار کمتر و انتقال حرارت بیشتر دارای نسبت کارایی بالاتری در مقایسه با سیال نیوتنی و غلیظ شونده می باشند.

در این پژوهش، از روش هیدرودینامیک ذرات هموار برای شبیه سازی جریان سیّال غیرنیوتنی (که از مدل قانون توانی پیروی می کند.) بین دو صفحه موازی استفاده شده است. برای بهبود دقت، پایداری روش و سازگاری مشتقات مکانی مرتبه ی اوّل و دوم از تانسورهای اصلاحی که در مقالات مختلف آمده، استفاده شده است. نوسانات غیرفیزیکی فشار، که در شبیه سازی های روش هیدرودینامیک ذرات هموار با فرمولاسیون تراکم پذیری ضعیف، رخ می دهد، با بکار بردن معادله ی اصلاح شده ی بقای جرم، کاهش یافته اند. در ابتدای پایان نامه به توضیح کاملی از این روش، فرمول بندی آن و طرح های مختلفی که برای گسسته سازی مشتقات مکانی و زمانی ارائه گردیده، پرداخته شده است. سپس نتایج را در قالب نمودار ها و جداولی نمایش و در نهایت آن ها را برای پارامتر های مختلف درگیر در معادلات حاکم مورد بحث قرار داده و با حل تحلیلی مقایسه کرده، که توافق بسیار خوبی را بین نتایج نشان می دهد.

با پیشرفت تکنولوژی روز به روز نیاز به حل مسائل پیچیده تر بیشتر احساس می شود. روش های متعددی مانند روش اختلاف محدود، المان محدود و حجم محدود برای حل عددی مسائل ارائه شده است، که یکی از روش های عددی جدید، روش هیدرودینامیک ذرات هموار نام دارد. روش sph یک روش لاگرانژی و بدون مش است که سیّال را به ذرّه های مجزا تقسیم می کند؛ هر ذرّه یک جرم، موقعیت لاگرانژی و سرعت لاگرانژی دارد. بقیه ی کمیت ها با درون یابی یا از روابط بنیادی نتیجه می شوند. در این روش معادلات بقای جرم، مومنتم و انرژی با دیدگاه لاگرانژی گسسته سازی و این معادلات برای هرکدام از ذرات دنبال شده اند؛ سپس با استفاده از روش های انتگرال گیری عددی، مجهولات مسئله تعیین گشته است. در این پژوهش، از روش sph برای شبیه سازی جریان سیّال غیرنیوتنی (که از مدل قانون توانی پیروی می کند.) حول استوانه استفاده شده است. برای بهبود دقت، پایداری روش و سازگاری مشتقات مکانی مرتبه ی اوّل و دوم از تنسورهای اصلاحی که در مقالات مختلف آمده، استفاده شده است. نوسانات غیرفیزیکی فشار، که در شبیه سازی های روش sph با فرمولاسیون تراکم پذیری ضعیف، رخ می دهد، با بکار بردن معادله ی اصلاح شده ی بقای جرم، کاهش یافته اند. در ابتدا به توضیح کاملی از این روش، فرمول بندی آن و طرح های مختلفی که برای گسسته سازی مشتقات مکانی و زمانی ارائه گردیده، پرداخته شده است. سپس نتایج را در قالب نمودار ها و جداولی نمایش و در نهایت آن ها را برای پارامتر های مختلف درگیر در معادلات حاکم مورد بحث قرار داده و آنها را با کار محققان قبلی مقایسه کرده، که توافق نسبتاً خوبی را بین نتایج نشان می دهد.

در پژوهش حاضر، به بررسی عددی اثرات اختلاط یک میکرومخلوط کننده به صورت دوبعدی پرداخته شده است. این میکرومخلوط کننده دارای پره ی متحرکی است که دو حالت دورانی و نوسانی دارد و باعث اختلاط دو جریان سیال عبورکننده از میکروکانال می شود. این مسئله از نظر اینکه دارای شرط مرزی متحرک و جریان دو مولفه ای است، پیچیدگی های منحصر به فردی دارد. حل میدان با مرز های متحرک یکی از مشکل ترین مسائل دینامیک سیالات محاسباتی است و از قضا بسیاری از مسائل مهم سیالاتی کاربردی به این حوزه تعلق دارند. این حوزه از مسائل وقتی برای حل میدان های واقعی به کار می روند، علاوه بر چالش های زمان رسیدن به جواب و وابستگی نسبی روش های موجود به فیزیک جریان سیال با چالش روش حرکت شبکه در مسائل واقعی روبه رو هستند. در اینجا شبیه سازی مسئله به طور کامل توسط نرم افزار تجاری قدرتمند ansys cfx انجام شده است. برای حرکت شبکه ی اطراف پره ی مخلوط-کننده نیز روش شبکه ی لغزشی موجود در این نرم افزار به کارگرفته شده است. در این روش دو شبکه ی ثابت و متحرک بر روی همدیگر می لغزند و هنگام حل، روی هم افتادن شبکه و یا ایجاد حجم منفی اتفاق نمی افتد. شبکه ی لغزشی از لحاظ محاسباتی سنگین است ولی دقت بالای آن مانع استفاده از آن نمی شود. ابتدا استقلال از شبکه ی به کار گرفته شده در این شبیه سازی مورد مطالعه قرار گرفته و سپس نتایج حاصل از اختلاط جریان دو سیال در طول میکروکانال، بدون حرکت پره ارائه شده است. نتایج بدست آمده از این تحلیل با نتایج موجود از حل شبکه ی بولتزمن، اعتبار سنجی شده است و هیچ تفاوتی در نتایج مشاهده نشد. توافق بین نتایج بدست آمده، توانایی روش های نرم-افزار ansys cfx را در حل این گونه مسائل تأیید می کند. نتایج حاصل از اختلاط در طول میکروکانال در دو حالت حرکت دورانی و نوسانی پره نیز، برای هر عدد رینولدز ارائه و مقایسه شده است.

در دو دهه گذشته پایداری قطارها و وسایل نقلیه ریلی به عنوان یک مسئله ایمنی شناخته شده است. بهینه سازی عملکرد و افزایش ثبات قطارهای مسافربری که عامل تأثیر گذاری بر تغییرات فشار اطراف بدنه قطار و نیروهای وارد بر آن است، نیاز به آگاهی از رفتارهای آیرودینامیک قطار به خصوص هنگام ورود قطار به تونل دارد. در این پایان نامه با استفاده از حل عددی ابتدا جریان هوا بر روی قطار مسافربری در میدان جریان آزاد هوا بررسی شده، سپس به کمک روش شبکه بندی مجدد در تکنیک شبکه دینامیک، حرکت قطار هنگام ورود به تونل و همچنین عبور دو قطار از کنار هم در تونل شبیه سازی شده است و میدان جریان در زمان های مختلف به دست آمده است. بدین منظور، معادلات ناویر استوکس به همراه معادله انرژی و معادله حالت گاز ایده آل برای جریان سیال لزج تراکم پذیر حل شده است. از مدل تلاطم k-e rrng برای شبیه سازی توربولانس استفاده شده است. جهت بررسی دقت حل عددی ارائه شده، نتایج بدست آمده از حل عددی با داده های آزمایشگاهی و دیگر روش های عددی در تحقیقات گذشته مقایسه شده و انطباق خوبی مشاهده شده است. در مطالعه جریان هوا اطراف قطار متحرک اثر پارامترهایی از قبیل سرعت های مختلف، هود و تهویه در دهانه ورودی تونل بر روی افزایش فشار اولیه و امواج فشاری و انبساطی ایجاد شده ناشی از ورود دماغه و انتهای قطار به تونل، مورد بررسی قرار گرفته است. در بررسی جریان هوا بر روی قطار ساکن نتایج نشان داده است که افزایش تعداد واگن و زاویه انحراف باد جانبی باعث افزایش ضریب پسا و ضریب نیروی جانبی می شود. همچنین نتایج نشان داده است که نیروهای آیرودینامیکی تأثیر بسزایی در میزان مصرف سوخت قطار دارند. در بررسی جریان هوا اطراف قطار در حال ورود به تونل نتایج نشان داد که شکل مقطع تونل بر توزیع فشار درون تونل و شکل مقطع قطار بر بیشینه فشار ناشی از ورود قطار به تونل تأثیری ندارد. در بررسی جریان هوا اطراف دو قطار در حال عبور از کنار هم نتایج نشان داد که بیشینه ضریب پسا هنگام ورود دماغه دو قطار به تونل و کمینه و بیشینه ضریب نیروی جانبی به ترتیب هنگام عبور دماغه دو قطار و عبور دو قطار درست از کنارهم بوجود می آید.

در این پروژه مسأله ی معکوس در امکان شناسایی ترکیبی از ناخالصی و حفره درون یک جسم جامد همگن دو بعدی با اندازه گیری دما و شار حرارتی سطحی مورد بررسی قرار می گیرد. بدین منظور از ترکیب روش المان های مرزی، الگوریتم ژنتیک و گرادیان مزدوج استفاده می شود. اساس روش بر مبنای مینیمم سازی تابع هدفی است که به صورت مجموع مربعات تفاضل دماها و شار حرارتی محاسبه شده و دماها و شار حرارتی اندازه گیری شده از آزمایش انتقال حرارت یکنواخت بر روی مرز خارجی جسم تعریف می گردد. با توجه به بد وضع بودن مسأله ی معکوس و نیاز به حدس اولیه ی مناسب در روش های بهینه سازی محلی، در این پایان نامه از الگوریتم ژنتیک برای تعیین حدس اولیه مناسب استفاده می شود. با تعیین حدس اولیه ی مناسب، پس از بهینه سازی و مینیمم کردن پاسخ های به دست آمده، با روش گرادیان مزدوج موقعیت و هندسه ی حفره و ناخالصی به درستی مشخص می شود. در پایان به بررسی تأثیر پارامترهای مختلف از جمله اندازه ی حفره و ناخالصی، دوری و نزدیکی آن ها و همچنین شکل حفره و ناخالصی و نیز اثر خطاهای غیر قابل پیش بینی در وسایل اندازه گیری، در روند همگرایی پرداخته شده و مشاهده می شود که ترکیب روش های نام برده به خوبی و با دقت بالایی می تواند در تشخیص حفره و ناخالصی به کار گرفته شود. این روش، روشی است برای به دست آوردن پارامترهای مربوط به تعیین شکل ناخالصی ها و حفره های موجود در درون قطعاتی که در حین ساخت امکان به وجود آمدن چنین ناخالصی هایی وجود دارد. به علت عدم لزوم تجهیزات گران قیمت آزمایشگاهی، این روش بسیار کم هزینه بوده و می تواند مورد استفاده ی هر واحد صنعتی قرار گیرد.

تاکنون تحقیقات فراوانی در زمینه جریان حول استوانه ساکن انجام شده است. بسیاری از آن ها برای کنترل پدیده ریزش گردابه و کاهش ضریب درگ از صفحه ای افقی در پشت استوانه استفاده کرده و با تغییر فاصله، نیروی درگ بهینه را بدست آورده اند. از طرف دیگر جریان حول استوانه چرخان در نرخ های چرخش مختلف (نسبت سرعت چرخشی استوانه به سرعت جریان آزاد ?=u_?/u_? =r?/u_? ) و تأثیر آن بر مشخصات جریان از جمله ضرایب لیفت و درگ توسط دانشمندان بررسی شده است. برای اولین بار در گزارش حاضر جریان حول استوانه ساکن و چرخان با یک صفحه در پشت آن به وسیله نرم افزار دینامیک سیالاتی ansys-cfx شبیه سازی و بررسی شد. یک بار صفحه ای افقی و بار دیگر صفحه ای خمیده در فواصل گوناگون پشت استوانه قرار داده شده تا بیشترین ضریب لیفت و یا کم ترین ضریب درگ روی آن بدست آید. عدد رینولدز جریان برابر re=60,000 بوده و نرخ چرخش در بازه [0-2] تغییر می کند. با بررسی جریان مشاهده شد که با افزایش نرخ چرخش، به طور کلی ضریب لیفت در هر سه حالت استوانه تنها، استوانه با صفحه افقی و استوانه با صفحه خمیده افزایش می یابد. از طرف دیگر ضریب درگ برای استوانه تنها و استوانه با صفحه افقی سیر نزولی داشته، در حالی که برای استوانه با صفحه خمیده تغییر چندانی ندارد. سپس در ادامه تغییرات پارامترها نسبت به فاصله صفحه از انتهای استوانه نیز بررسی شد. بیشترین کاهش ضریب درگ توسط صفحه افقی پشت استوانه ساکن ایجاد شده و مقدارش نسبت به مقدار متناظر برای استوانه تنها به میزان 49% کاهش یافته است. همچنین بیشترین افزایش نیروی لیفت نیز توسط صفحه خمیده و در نرخ چرخش ?=2 به وجود آمده و مقدارش نسبت به مقدار متناظر برای استوانه تنها به اندازه 26% افزایش یافته است. بیشترین ضریب لیفت نیز در همین حالت رخ می دهد. اما کم ترین ضریب درگ را خود استوانه تنها و در نرخ چرخش ?=2 ایجاد کرده است.

از خطوط لوله برای انتقال انواع محصولات خصوصاً در صنعت نفت و گاز استفاده می شود. برای داشتن عملکرد موثر، خطوط لوله باید در بازه های زمانی مشخص پیگ رانی شوند. پیگ ها برای داشتن عملکرد مناسب باید در سرعت ثابتی حرکت کنند و سرعت کنترل نشده و فزاینده پیگ می-تواند بسیار خطرناک باشد. برای کنترل سرعت پیگ و مطالعه رفتار دینامیکی آن و همچنین تخمین متغیرهای مرتبط با حرکت پیگ، مطالعه رفتار سیال در اطراف پیگ امری ضروری به نظر می رسد. در این پایان نامه، جریان سیال اطراف پیگ متحرک در لوله به طور کامل توسط نرم افزار تجاری قدرتمند ansys cfx شبیه سازی شده است. در ابتدا نیروی وارد بر پیگ ساکن، برای بای پس های مختلف به دست آمده و با نتایج موجود مقایسه شده که انطباق خوبی را نشان می دهد. در ادامه، برای حرکت شبکه اطراف پیگ متحرک در لوله، از روش شبکه بندی مجدد در تکنیک شبکه دینامیک موجود در نرم افزار ansys cfx، استفاده شده است. به طوریکه ابتدا، صحت استفاده از شرط مرزی تقارن جهت کاهش حجم محاسبات مورد بررسی و سپس استقلال از شبکه مورد مطالعه قرار گرفته است. در ادامه میدان جریان بالادست و پایین دست پیگ و همچنین سرعت، شتاب و موقعیت پیگ در زمان های مختلف بدست آمده است. بدین منظور، معادلات ناویراستوکس و بقای جرم، برای جریان سیال لزج تراکم ناپذیر حل و از مدل تلاطم k-?، برای شبیه-سازی توربولانس استفاده شده است. در بررسی حرکت پیگ داخل لوله نتایج نشان داده است که در ابتدا، نیروی وارد بر پیگ از طرف سیال، زیاد است و با گذشت زمان به دلیل کاهش سرعت نسبی بین پیگ و جریان سیال، نیروی وارد بر پیگ کاهش می یابد. به طوریکه، با نیروی خارجی وارد بر آن (اصطکاک) برابر و برآیند نیروهای وارد بر پیگ، صفر می گردد. بدین ترتیب، شتاب پیگ به سمت صفر میل می کند و سرعت پیگ ثابت می گردد. هم چنین، با گذشت زمان و با جلو رفتن پیگ، به علت کاهش شتاب پیگ، تغییرات سرعت و فشار در طول لوله کاهش می یابد به طوریکه شرایط جریان به سمت حالت دائم پیش می رود. در بررسی تأثیر وجود پیگ بر سرعت جریان در طول لوله نیز مشخص می گردد که بیشترین تأثیر وجود پیگ، بر روی سرعت جریان خروجی پیگ می باشد و در فواصل دورتر از پیگ، تغییرات سرعت کمتر می باشد.

هدف این پایان نامه، توسعه و بازنویسی یک کد کامپیوتری به زبان فرترن است که بتواند جریان سیال همراه با انتقال حرارت و جسم متحرک را با استفاده از روش شبکه بولتزمن تحلیل کند. جریان مورد بررسی، آرام دوبعدی و تراکم ناپذیر است. در تحلیل جریان برای شرطهای مرزی سرعتی روی دیوارها و مرز ورودی از شرط زو-هی و برای مرز خروجی از شرط جابجایی استفاده شده است.از نظر حرارتی نیز سطوح، دما ثابت و یا عایق هستند. از شبکه برای کلیه تحلیل های سیالاتی و حرارتی استفاده شده است. برای مدل سازی جسم متحرک از روش مرز شناور استفاده شده است. مسائلی که حل شده اند عبارتند از : 1) جریان حول استوانه ساکن بین دو صفحه موازی 2) نوسان افقی استوانه در سیال ساکن 3) جریان بین دو صفحه موازی حول استوانه نوسانی 4) جریان درون میکسر با استوانه نوسانی. در تمام موارد، نتایج با داده های تحلیلی و عددی موجود مقایسه شده است که در همه موارد دقت وتوانایی کد تهیه شده به اثبات رسیده شده است. برای استوانه نوسانی هرچه دامنه نوسان کمتر باشد، بازه تغییرات ضریب درگ نیز کوچک تر می شود. با ثابت نگه داشتن دامنه نوسان، هر چه استوانه سریع تر نوسان کند، بازه تغییرات ضریب درگ بزرگ تر خواهد بود. ضریب لیفت نیز همانند ضریب درگ تحلیل می شود. در مورد عدد ناسلت نیز با کاهش دامنه نوسان استوانه و افزایش دوره تناوب نوسان موجب کاهش دامنه تغییرات عدد ناسلت و به تبع آن نزدیک شدن مقادیر حداکثر به یکدیگر می شود. در میکسر نیز با توجه به اینکه با افزایش عدد رینولدز، میزان پخش و اختلاط در میکسر کاهش خواهد یافت، لذا با ثابت بودن عدد رینولدز میزان اختلاط ، با افزایش دامنه نوسان افزایش میابد. کاهش زمان تناوب نیز، موجب افزایش بازده اختلاط خواهد شد.

آلومینیوم و آلیاژهای آن به دلیل دارا بودن خواص منحصر به فرد، بخش عظیمی از مواد فلزی گوناگون تولید شده در دنیا را به خود اختصاص داده است؛ محصولات آلومینیومی با روش های متنوع و مختلفی تولید می شوند که در این بین، ریخته گری تحت فشار به دلیل توانایی تولید قطعات پیچیده با خواص مکانیکی مناسب، بیشترین کاربرد را دارا می باشد. وجود ناخالصی ها، مک های گازی (هیدروژن) و تخلخل ها که در ضمن فرایند ذوب و ریخته گری حاصل می شوند می تواند تأثیر جدی بر کیفیت محصول ریخته گری شده ایفا کند. تاکنون روش های متنوعی برای مشخص کردن، اندازه گیری و رفع این موارد به کار گرفته شده است که می توان به استفاده از روانسازها جهت حذف ناخالصی ها، عملیات گاززدایی و استفاده از جوانه زاها جهت بهبود ساختار کریستالی اشاره کرد؛ که بهترین فرایند حاصل شده برای حفظ و بالا بردن کیفیت مذاب آلومینیوم استفاده از دستگاهی است که دمش گاز خنثی جهت حذف مک گازی هیدروژن و تزریق ماده ی فلاکس جهت حذف ناخالصی ها را با یک پره چرخان در درون مذاب انجام دهد. در این پروژه سعی شده با طراحی و ساخت دستگاه گاززدایی دورانی به همراه تزریق مواد فلاکس و بهینه نمودن پارامترهای مربوطه (به صورت تجربی)، بهبود کیفی در مذاب آلومینیوم حاصل شود. در این راستا با طراحی سیستم مناسب هم زدن مذاب به خصوص طراحی هندسه بهینه لانس (شفت نازل گاز خنثی)، بهترین شرایط اختلاط مذاب همراه با کمترین میزان تلاطم در مذاب ایجاد خواهد شد. محدوده استاندارد دانسیته آلومینیوم ریخته گری gr/cm^( ) 56/2-264/2 می باشد، با ساخت و بهینه-سازی پارامترهای دستگاه گاززدایی دورانی، دانسیته از gr/cm^( ) 32/2 به gr/cm^( ) 555/2 رسید.

اهمیت نقش فرآیندهای مختلف همواره در زندگی ما و بسیاری از کاربردهای علمی مشاهده می شود . تقریباً تمام روش های های جریان سیال و انتقال حرارت به عنوان فرآیندهای اصلی می باشند .در میان پدیده های دوفازی ، فرآیند انجماد به دلیل اینکه در محدوده وسیعی از فرآیندهای صنعتی همانند فرآوری فلزات ، سرمایش غذا ، فرآیندهای ریخته گری ، مهندسی محیط زیست ، تجمع یخ در بالهای هواپیما ، ذوب برف و یخبندان زمین ، سرمایش زمین ، افزایش حجم خاک حاصل از یخبندان ، یخ زدگی سازه های دریایی و هوایی ، خطوط انتقال سیال و سیستم های ذخیره انرژی ، ساخت شیشه و مواد بلوری و همچنین تغییر فاز مواد سیستم های نگهداری که از پارافین ها ، نمک ها یا اسیدهای چرب استفاده می شود به دلیل گرمای نهان آنها کاربرد دارد ، از اهمیت فراوانی برخوردار شده است . در تحقیق حاضر به بررسی فرآیند انجماد در محفظه حاوی چاه حرارتی فین دار به صورت غیردائم بانرم افزار فلونت می پردازد . هندسه مورد مطالعه دارای یک ورودی و خروجی می باشد که سیال آب با دمای بیشتر از نقطه انجماد وارد محفظه شده و توسط چاه حرارتی موجود در محفظه که دمایی کمتر از نقطه انجماد آب دارد سرد شده و یخ می زند . در این تحقیق برای شبیه سازی جریان سیال در حال انجماد با به کارگیری روش آنتالپی – تخلخل برای پیش بینی مرز مشترک مایع / جامد که توانایی تشخیص محل انجماد را در هر لحظه دارد توسعه داده شده است . روش به کار رفته یک روش ضمنی است که فشار به عنوان متغیر اصلی می باشد . در روال فوق معادلات ناویر – استوکس با استفاده از روش حجم محدود حل شده اند . به منظور کوپل کردن معادلات سرعت و فشار از الگوریتم سیمپلر استفاده شده و دستگاه معادلات جبری بدست آمده با گسسته سازی حل می گردد . در این تحقیق تأثیر ؛ 1) وجود فین برای چاه حرارتی 2) تغییر طول فین چاه حرارتی 3) تغییر سرعت ورودی سیال 4) تغییر دمای ورودی سیال 5 ) تغییر دمای چاه حرارتی 6) تغییر موقعیت چاه حرارتی 7) تغییر نسبت منظری چاه حرارتی 8) تغییر زاویه چاه حرارتی با افق ،برجریان و انتقال حرارت درون محفظه ، بررسی گردیده و نتایج آن در قالب خطوط جریان ، خطوط همدما ، میزان یخ زدگی سیال ، توزیع دما و سرعت سیال گزارش شده است . از دیگر نتایج بدست آمده در این پژوهش ارائه روابطی برای محاسبه و پیش بینی میزان یخ زدگی سیال درون محفظه با گذشت زمان می باشد . در این تحقیق مشخص شد وجود فین و افزایش طول فین باعث افزایش میزان یخ زدگی می شود . افزایش سرعت ، دمای ورودی سیال و دمای چاه حرارتی باعث کاهش یخ زدگی سیال می شوند . بهترین موقعیت برای استقرار چاه حرارتی در محفظه از لحاظ دارا بودن کمترین یخ زدگی گوشه سمت راست و پایین محفظه ( نزدیک دهانه خروجی ) و برای بیشترین یخ زدگی در وسط – مرکز محفظه می باشد . همچنین دربررسی تأثیر تغییر زاویه چاه حرارتی مشخص شد بیشترین میزان یخ زدگی در زاویه چاه حرارتی با افق رخ می دهد .

سیالاتی از قبیل آب و اتیلن گلیکول یا پروپیلن گلیکول به عنوان سیال عامل انتقال حرارت نقش مهمی در بسیاری از کاربردهای صنعتی ایفا می¬کنند. مشکل عمده¬ی این نوع سیالات، رسانش حرارتی کم آن¬ها می¬باشد که منجر به پایین ماندن نرخ انتقال حرارت آن¬ها می¬گردد. یکی از روش¬های جدید برای افزایش رسانش حرارتی این قبیل سیالات افزودن ذرات فلزی در سایز نانو به سیال است. استفاده از نانوذرات فلزی به همراه هدایت حرارتی بالا، هدایت حرارتی موثر این دسته از سیالات را به طور قابل ملاحظه¬ای افزایش می¬دهد. در سال¬های اخیر نانوسیالات توجه زیادی را در زمینه¬ی خنک سازی در کاربردهای صنعتی گوناگون به خود جلب کرده است. انتقال حرارت جابجایی در نانوسیالات را می¬توان با دو روش تک فاز و دو فاز مدل کرد. در تحقیق حاضر انتقال حرارت جابجایی مخلوط (آرام) در محفظه در حال تهویه با حضور مانع داخلی به صورت مدل دو فازی اویلری- اویلری (مخلوط) بررسی شده است. دیواره¬های محفظه آدیاباتیک و سیال ورودی در دمای سرد فرض شده است. پارامترهای مورد بررسی عبارتند از: شدت سیال ورودی (500?re ?100)، اثرات توان تولیدی یا شار حرارتی(عدد گراشف (105?gr?103))، غلظت نانوسیال (0.05???0)و تغییر موقعیت چشمه حرارتی. چشمه¬ی داخلی دارای شار حرارتی ثابت می¬باشد و همچنین بر روی چشمه دو فین تعبیه شده است. در این تحقیق از یک روش عددی حجم محدود استفاده شده است. تاثیر عدد گراشف، کسر حجمی نانوذرات، عدد رینولدز، موقعیت¬های مختلف چشمه و نوع نانوسیال مورد مطالعه قرار گرفته است و نتایج به صورت نمودارهای خط جریان، هم دما و عدد ناسلت ارائه شده¬اند. نتایج این تحقیق نشان می¬دهد که افزایش کسر حجمی نانوذرات سبب افزایش ناسلت جریان شده ولی افزایش گراشف بسته به رینولدز جریان موجب افزایش یا کاهش ناسلت جریان می¬شود. به عنوان مثال در رینولدز ??? و در گراشف ??3در حالت آب خالص ناسلت متوسط برابر ??/?? و در غلظت ??/? به عدد ??/??رسیده است. (??/?%افزایش). در رینولدز ??? و در گراشف ???در حالت آب خالص ناسلت برابر 3?/?? ودر حالت غلظت ??/? برابر 3?/?? می-باشد (??/?%افزایش). فین¬ها به دلیل اینکه سبب افزایش سطح انتقال¬حرارت ¬می¬شوند، خود عامل¬¬ مناسبی برای¬¬ بهبود در انتقال ¬حرارت¬ می¬باشند. در اینجا¬ با توجه به بررسی ¬ناسلت متوسط چشمه در مرکز حفره، با ¬افزودن فین¬ها در دو طرف چشمه، سبب بهبود¬ در انتقال حرارت نسبت به ¬حالت بدو¬ن¬ فین¬ شده ¬است. به عنوان مثال ¬در رینولدز ??? و در گراشف ?0? برای آب خالص ناسلت متوسط¬ درحالت بدون فین برابر با ?/1? و در حالت با فین برابر با ??/1? که ??/1? درصد افزایش¬ ناسلت قابل مشاهده است. موقعیت مناسب چشمه¬ی حرارتی براساس کمترین مقدار دمای بیشینه¬ی محفظه، گوشه¬ی سمت راست و بالای محفظه می¬باشد. با مقایسه¬ی بین نانوسیالات به کار رفته شده، نانوسیال آب – اکسید مس نسبت به نانوسیال آب – آلومینا نتایج بهتری از لحاظ حرارتی به همراه داشت. با توجه به بررسی ¬های انجام شده پیرامون مدل تک فاز و دو فاز، نتایج بیان گر نزدیکی جواب¬های این دو روش بوده و این اختلافی که در نتایج تک فاز و دو فاز مشاهده می-شود ناشی از نوع مدل سازی می¬باشد.

افزایش قیمت سوخت های فسیلی و عدم تعادل اقتصادی در زمینه انرژی طی دهه های گذشته، مهندسین را وادار نمود تا برای رفع این مشکل به ارائه راه حل های جدید بپردازند. هرچند که پیشرفت های چشم گیری در زمینه انرژی های نو رخ داده است، اما هنوز سوخت های فسیلی مهمترین و با ارزش ترین منبع تولید انرژی می باشند، از این رو بررسی راه کارهای افزایش راندمان و بهره وری همچنان به عنوان ابزاری قدرتمند در دست مهندسین می باشد. تأمین گرمایش ساختمان ها و ادارات یکی از بخش های قابل توجه در هر سازمان می باشد و بهینه سازی میزان مصرف انرژی در این بخش می تواند کمک شایانی به اقتصاد سازمان ها و ادارات باشد. کوره های هوای گرم یکی از پرکاربردترین تجهیزات در زمینه گرمایش ساختمان ها و سوله ها و ادارات می باشد. کوره های هوای گرم در اشکال و انواع گوناگونی ساخته می شوند. در این تحقیق به بررسی یک کوره هوای گرم با دیگ استوانه ای پرداخته شده است. این تحقیق به ارائه توضیحاتی در زمینه مدل سازی احتراق همراه با پاشش سوخت با نرم افزار فلوئنت و به ارائه روش آزمایش یک هیتر می پردازد و مشخص می شود که با اعمال تغییرات جزئی در دیگ یک هیتر که منجر به تغییر مسیر حرکت محصولات احتراق شود به گونه ای که تمرکز محصولات احتراق در کوره اصلی هیتر افزایش یابد، علاوه بر افزایش دما در کانال خروجی هیتر، باعث کاهش دمای اگزوز به میزان قابل توجهی خواهد شد و همانطور که از آزمایشات و مدل سازی های کامپیوتری برمی آید، راندمان کوره در حدود 14 درصد افزایش خواهد یافت. در این تحقیق همچنین به ارائه روش هایی برای جمع آوری اطلاعات ترمودینامیکی هیتر پرداخته شده است.

موضوع اصلی مورد بحث در این رساله، بررسی عددی جریان سیالات نیوتنی و غیر نیوتنی در داخل یک مخلوط کننده میکرو فعال در حالت اختلاط سیالات مخلوط پذیر می¬باشد. روش حل، روش لاگرانژی "هیدرودینامیک ذرات هموار" انتخاب شده است. معادله بقای جرم و معادله ناویر استوکس برای شبیه سازی جریان سیال، حل معادله غلظت برای بررسی میزان اختلاط و مدل قاعده توانی برای مدل سازی سیال غیرنیوتنی معرفی شده است. در این رساله یک الگوریتم خوشرفتار عددی برای محاسبات ارائه می¬شود که دارای توانایی حذف نوسانات غیرفیزیکی روش هیدرودینامیک ذرات هموار است. این الگوریتم از عواملی چون کوپلینگ مجدد سرعت و فشار، مصحح¬های پیشرفته تابع کرنل، تابع جابجایی ذرات و دو نوع انفصال مرتبه دوم برای بهبود روش هیدرودینامیک ذرات هموار تراکم پذیر ضعیف استفاده می¬کند. علاوه بر روش تراکم پذیر ضعیف ارائه شده یک حلگر تراکم ناپذیر نیز در کد محاسباتی پیاده سازی شده است. سپس با استفاده از این الگوریتم¬ها، مخلوط کننده در حالت محفظه بسته و محفظه باز (دارای ورودی و خروجی) امتحان شد. در حالت محفظه بسته، برای حالت تک¬پره و دوپره اثر سرعت زاویه دوران پره بر میزان اختلاط بررسی و شکل مناسب محفظه تعیین شده است. موارد ذکر شده برای سیال غیر نیوتنی نیز امتحان و علاوه بر آن، اثر ضریب توانی سیال توانی بر میزان اختلاط نیز بررسی گردیده است. در حالت محفظه باز نیز اختلاط سیال در حالت نیوتنی و غیر نیوتنی بررسی شده است. مهمترین پارامتری که در تمام بررسی¬ها مورد توجه قرار گرفته است، اثر فرکانس حرکت پره بر میزان اختلاط است. تحلیل ابعادی و رعایت اصول استخراج نتایج بر اساس گروه¬های بدون بعد، شاخصه اصلی این رساله است. سپس الگوریتم محاسباتی برای حالتی که تغییرات چگالی و لزجت را نیز شامل شود تعمیم داده شده است. بررسی¬ها برای نسبت چگالی¬ و نسبت لزجت لگاریتمی مختلف صورت گرفته و اثر هر کدام بر میزان اختلاط تعیین شده است. در نهایت، با ترکیب جریان محوری و جریان در محفظه دایروی، یک پمپ مخلوط¬کننده میکرو ارائه شده که دارای خصوصیات منحصر به فردی است؛ این مخلوط کننده به جز دوران پره¬ها هیچ نیازی به انرژی ورودی برای به حرکت درآوردن سیال در کانال ندارد و بدون اینکه نیاز باشد در محفظه پره¬ها اختلاط مناسبی ایجاد شود، در خروجی اختلاط کافی و مناسب را ایجاد می¬کند.

نگرانیهای ناشی از اتمام منابع انرژی های فسیلی از یک سو و سهم عمده آنها در آلودگی های زیست محیطی از سوی دیگر، رویکرد کلی تولید، بهره وری و مصرف انرژی را به سمت استفاده از تجهیزات پر بازده تولید برق مانند پیل سوختی، تغییر داده است. ازآنجا که هزینه سرمایه گذاری اولیه این تجهیزات هر ساله در حال کاهش است، ورود آنها به بازار مصرف کاملاً قابل انتظار است. گازهای داغ در خروجی پیل سوختی اکسید جامد پتانسیل بسیار مناسبی برای استفاده در سیکلهای بازیافت گرما دارد. در این پایان نامه، یک سیکل ترکیبی پیل سوختی اکسید جامد ظرفیت تولید توان 450 کیلووات که وظیفه تامین همزمان انرژی الکتریکی، بارسرمایی، بار گرمایی و آب گرم مصرفی ساختمان مرکز کنترل و کارگاه تعمیرات قطار شهری اصفهان به مساحت 87?? متر مربع را به عهده دارد، معرفی می شود و با استفاده از تحلیل همزمان انرژی واگزرژی عملکرد آن به طور کامل مورد بررسی قرار می گیرد. در ادامه تاثیر میزان دبی سوخت و هوای ورودی و همچنین چگالی جریان به عنوان پارامترهای کنترل پیل سوختی بر عمکرد آن مورد مطالعه قرار گرفته که محاسبات همه این مراحل , تحت نرم افزار جامعaspen plus برای تحلیل انرژی و اگزرژی و مطالعه پارامتریک این سیکل انجام شده است. مقایسه این سیکل با سیکلهای معمول موتورخانه مرکزی و تامین برق از شبکه توزیع سراسری، به لحاظ معیارهای اقتصادی در انتهای این پژوهش، انجام شده است. نتایج تحلیل انرژی واگزرژی این سیکل نشان می دهد که در بهترین حالت و بر مبنای ارزش حرارتی پائینی سوخت، راندمان کلی ?9 درصد برای سیکل تولید و بازیافت همزمان انرژی حاصل خواهد شد و در حدود 68 درصد اگزرژی ورودی به پیل سوختی قابل تبدیل به انرژی الکتریکی است. همچنین ژنراتور چیلر و پیل سوختی بیشترین سهم تخریب اگزرژی را دارند.

یکی از مسائلی که امروزه در فرآیند انتقال حرارت در مبدل های حرارتی مطرح می شود لزوم افزایش قابل توجه شار حرارتی و کوچک سازی و بهینه سازی تجهیزات گرمایی می باشد. محققان با درک این نیاز صنعت و تلاش بسیار، دریافتند که کاربرد نانوسیال یکی از مناسب ترین شیوه ها برای افزایش انتقال شار حرارتی در مبدل های گرمایی می باشد. در این پروژه برای دستیابی به طرحی مناسب جهت افزایش شار حرارتی از کاربرد نانوسیال در جریان داخلی استفاده شده است. با توجه به اینکه نانوسیال یک مخلوط دوفازی است، هدف استفاده از مدل دوفازی برای تحلیل جریان نانوسیال می باشد. لازم به ذکر است استفاده از مدل دوفازی برای تحلیل جریان نانوسیال، نتایج دقیق تری را نسبت به مدل تک فازی ارائه می دهد. در جریان نانو سیالات عواملی چون نوع، شکل، غلظت و اندازه ی نانو ذرات بر میزان انتقال حرارت جابجایی اثر گذار است. همچنین ایجاد زائده در مبدل ها موجب افزایش انتقال حرارت و از جمله در جریان نانوسیال می-شود. با توجه به انواع مختلف زائده ها، پارامترهای هندسی چون ارتفاع، ضخامت، انحنا و گام مارپیچ در برهم زدن جریان و در نتیجه میزان انتقال حرارت جابجایی اثر گذار است. لازم به ذکر است انتقال حرارت تابعی از رینولدز و پرانتل نیز می باشد.

در اثر حرکت اجسام درون سیال ( هوا ، آب و ... )، نیروهای آئرودینامیکی از طرف سیال به جسم متحرک وارد می شود. روش های گوناگون طراحی اجسام پرنده در بیشتر موارد، تنها پس از انجام آزمایش های مختلف تجربی و عملی، به جواب مطلوب می رسند. تحقیق حاضر به بررسی ضرایب برآ در بال های پارچه ای در زاویه حمله صفر پرداخته است. کلیه آزمایشات در تونل باد مدارباز مادون صوت دانشگاه یزد در چهار سرعت 5، 10، 15 و 20 متر بر ثانیه انجام شده است. علاوه بر این برای سه نمونه از پارچه ها ضریب برآ در زوایای حمله 10 و 15 درجه و در سرعت 10 متر بر ثانیه، بررسی شده است. نتایج به دست آمده در این تحقیق از اندازه گیری توزیع فشار استاتیکی حول ایرفویل بوده و از بالانس استفاده نشده است. پس از بررسی های انجام شده، ایرفویل naca2418 انتخاب و کلیه آزمایشات روی این ایرفویل انجام شده است. از چهار نوع پارچه که در همه خصوصیات به جز طرح بافت، مشترک می باشند جهت نصب روی ایرفویل استفاده شده است. با توجه به نتایج به دست آمده با افزایش سرعت، ضریب برآ افزایش می یابد. همچنین افزایش زاویه حمله نیز موجب افزایش ضریب برآ می شود که در پارچه های با نفوذپذیری هوای بالاتر، میزان افزایش ضریب برآ نیز بالاتر شده است. بنابراین نفوذپذیری هوای پارچه یک عامل موثر بر میزان ضریب برآ می باشد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

مبدل میکروکانالی وسیله ای است که برای کنترل دمای قطعات الکترونیکی با شار حرارتی بالا مورد استفاده قرار می گیرد. یک تحلیل حرارتی جامع برای میکرومبدل بایستی شامل تحلیل هدایت 3بعدی در بدنه جامد همزمان با تحلیل 3 بعدی جریان در حال توسعه از نظر هیدرودینامیکی و حرارتی در بخش سیال باشد. در این پژوهش با مدنظر قرار دادن طول ورودی حرارتی و طول ورودی هیدرودینامیکی به تحلیل جامع مسئله پرداخته و از مدل ‏‎power law‎‏ سود جسته است تا در برگیرنده سیالات نیوتنی و غیرنیوتنی باشد. در گسسته سازی معادلات حاکم از روش اختلاف محدود مبتنی بر حجم معیار و براساس روش سیمپل استفاده شده است و جملات جابجایی با استفاده از متد ‏‎quick‎‏ تقریب زده شده است.