فرآیند تولید آلومینیوم از پیچیدگی زیادی برخوردار است که هنوز مدل نرم افزاری و یا ریاضی که بتواند تمامی ابعاد این مسأله را به طور کامل و هم زمان پوشش دهد توسعه نیافته است. آلومینیم طی فرآیند پیچیده احیاء الکتروشیمیایی آلومینا در سلول های هال ـ هرولت بدست می آید. در یک کارخانه تعداد زیادی سلول یا دیگ احیاء به صورت سری به یکدیگر متصل شده اند. جریان الکتریکیdc از دیگی به دیگ دیگر از طریق باس بار منتقل می شود. در هر سلول جریان از طریق آند، الکترولیت، فلز مذاب و بلوک کربنی کاتد از بالا به پایین منتقل می شود. هدف اکثر کارخانجات آلومینیوم تولید محصول بیشتر است که در همین راستا یکی از راه های افزایش تولید افزایش آمپراژ ورودی دیگ ها می باشد از طرفی این افزایش آمپراژ میتواند منجر به از بین رفتن لایه منجمد الکترولیت در کناره دیگ احیاءگردد که در نهایت سبب ذوب شدن و از بین رفتن دیگ احیاء می گردد. دراین مطالعه، هدف مدل سازی فرآیند تولید آلومینیوم از طریق مدل حرارتی-الکتریکی و بررسی تاثیر افزایش آمپراژ بر روی لایه منجمد الکترولیت میباشد که بدین منظور ابتدا هندسه دیگ احیاء آلومینیوم کارخانه المهدی بندرعباس به صورت سه بعدی شبیه سازی شده است.پس از شبکه بندی (مش زدن)مدل سه بعدی،تعیین جنس و خواص مواد و اعمال شرایط مرزی معادلات حاکم از طریق روش های عددی المان محدود حل گردیده است. با استفاده از نتایج حل ومقایسه آن با نتایج تجربی عملیاتی بدست آمده واحد احیاء آلومینیوم کارخانه المهدی پیش بینی افرایش ظرفیت تولید با افزایش آمپراژ جریان ورودی انجام گردیده است. نتایج بدست آمده از حل عددی که شامل دمای عملیاتی،ضخامت لایه الکترولیت منجمد و توزیع ولتاژ میباشد که تا حد زیادی مطابق انتظار بوده و با اندازه گیری های انجام شده مطابقت دارد. بررسی افزایش آمپراژ ورودی در دیگ های المهدی از 175 به 185 کیلوآمپر نشان داده است که این تغییر آمپراژ سبب از بین رفتن ضخامت لایه منجمد الکترولیت در دیگ احیاء می شود که در نهایت منجر به ذوب شدن و از بین رفتن دیگ های احیاء کارخانه می گردد.

آب شیرین در اکثر کشورهای دنیا به سرعت در حال تبدیل شدن به یک منبع کمیاب می باشد. از میان تکنولوژهای جدید که در فرایند تصفیه آب جهت شیرین سازی آب دریا و آب لب شور استفاده می شوند تکنولوژی اسمز معکوس یکی از بهترین آن ها به حساب می آید. در حقیقت با در نظر گرفتن هزینه سرمایه گذاری و میزان مصرف انرژی، تکنولوژی اسمز معکوس به خصوص در مقایسه با روش های حرارتی اقتصادی ترین فرایند می باشد. المان مارپیچی به دلیل حجم پایین و صرفه اقتصادی بیشترین کاربرد را در این سیستم تصفیه آب دارد. مشکل عمده این المان ها به وجود آمدن پلاریزاسیون غلظت و رسوب-گیری در آن ها بوده که باعث کاهش شار محصول و افزایش عبور نمک از عشاء می شود. و همچنین افت فشار را در المان بالا می برد. این مطالعه ، کاربرد دینامیک سیالات محاسباتی را در مدل سازی فرایند غشایی با نیرو محرکه فشاری برای یک سیستم اسمر معکوس بیان می کند . در این پایان نامه مدل سازی سه بعدی با استفاده از نرم افزار تجاری ansys cfx 12.1 انجام شده است . لایه های خمیده در المان مارپیچی به وسیله کانال غشایی تخت تقریب زده شده است. انتقال مومنتوم و جرم در این کانال غشایی به ترتیب با معادلات ناویراستوکس و معادله انتشار نفوذ بیان شده است. جریان به صورت آرام دائم و تراکم پذیر با خواص ثابت فرض شده است. از قانون دارسی برا ی مدل کردن جریان در عبور از غشاء نفوذ پذیر ثابت استفاده شده است نتایج نشان دهنده کاهش میزان شار آب خالص در امتداد غشاء در اثر تجمع املاح و افت فشار، تاثیر اندکی روی شار محصول دارد. نتایج بدست آمده از توزیغ غلظت نمک موجود در آب نشان می دهد که با افزایش اختلاف فشار اعمالی پلاریزاسیون غلظت روی سطح غشاء افزایش می یابد که باعث کاهش شار محصول می گردد.

وظیفه مشعل، احتراق سوختهای فسیلی مایع یا گازی و تامین حرارت است. باتوجه به کاربرد فراگیر مشعلها و تمرکز آنها در نواحی شهری و تاسیسات خانگی و صنعتی، بهینه سازی آنها به منظور بهرهوریِ بیشتر از سوختهای فسیلی و همچنین کاهش آلودگی هوا ضروری بنظر میرسد. درنظر گرفتن خصوصیات ضعیف انتقال حرارت تشعشعی و هدایت در مخلوط گازها در مقایسه با مواد جامد مبنای شکلگیری یک پیشنهاد جدید جهت بهینهسازی مشعلها میباشد. این ایده چیزی جز بهرهگیری از تکنیک احتراق در محیط متخلخل نبود. طراحی این فنآوری درحقیقت بمنظور تعدیل محدودیتهای مشعلهای شعله آزاد و کاهش نشر آلایندهها از طریق تقویت وافزایش مودهای درگیر انتقال حرارت در فرایند احتراق صورت گرفتهاست. ساختمان محیط متخلخل در این مشعلها به دو ناحیه قابل تفکیک تقسیمبندی میشود. ابتدا مخلوط سوخت و هوا وارد ناحیه پیشگرمایش شبکه متخلخل میشود، در این قسمت فاز جامد از دمای بیشتری نسبت به گاز برخوردار است بنابراین انرژی گرمایی از طریق انتقال حرارت جابجایی به واکنش دهندهها منتقل میشود. در یک فاصله مشخص از ورودی، دمای گاز به دمای مورد نیاز برای شروع واکنش رسیده و در نهایت محترق میشود. قسمتی از انرژی حاصل از واکنش به صورت آنتالپی موثر توسط محصولات احتراق از مشعل خارج و قسمت دیگر از طریق انتقال حرارت جابجایی موجب گرمایش ماتریس جامد در ناحیه احتراق میشود و این سیکل ادامه پیدا میکند. در مشعلهای محیط متخلخل به دلیل بهبود دفع حرارت از ناحیه احتراق، میزان افزایش موضعی دما کاهش یافته و بهطبع آن تولید ترکیبات nox نیز تقلیل مییابد.از طرف دیگر چون محیط متخلخل فرصت کافی برای احتراق واکنش دهندهها فراهم می کند، میزان انتشار co نیز کاهش قابل توجهی دارد. از مزایای این مشعلها میتوان دمای شعله سوپرادیاباتیک، کاهش مصرف سوخت، افزایش سرعت و پایداری شعله، افزایش چگالی توان،افزایش دامنه عملکرد، افزایش بازده حرارتی و کاهش نشر آلایندههای سمی را نام برد. با عنایت به محاسن مذکور و شرایط کنونی کشور برنامهریزی بهمنظور تولید انبوه این فنآوری ضروری بنظر می رسد. در این پایان نامه فرایند احتراق گاز متان در یک مشعل متخلخل بهصورت دوبعدی شبیهسازی شده و بااستفاده از نرمافزار فلوئنت و افزودن زیربرنامههای مورد نیاز به تحلیل پارامترهای احتراق و آلایندهها پرداخته میشود.

با توجه به ضرورت سبک¬سازی اجسام و سازه¬ها، تحقیق بر روی مواد با استحکام ¬ بالا و چگالی کم بسیار مورد ¬توجه قرار¬گرفته ¬است. مواد ¬مرکب، موادی با¬ نسبت ¬بالای استحکام به وزن می¬باشند. کاربرد مواد ¬مرکب بسیار گسترده ¬بوده و دارای انواع مختلفی ¬می¬باشند، به عنوان مثال¬: مواد ¬مرکب تقویت شده با الیاف و مواد ¬مرکب چند¬لایه. یکی از این دسته¬ها، پانل¬های¬ ساندویچی هستند که از هسته¬های مختلفی تشکیل شده¬اند. به عنوان مثال پانل ¬ساندویچی با هسته لانه¬زنبوری ¬ ¬آلومینیومی در صنایع هوافضا کاربرد بسیار¬ زیادی دارد. معمولاً پانل¬های ساندویچی در ابتدا دارای هسته فوم تنها بودند و به مرور زمان و با پیشرفت علم، تلاش¬هایی برای توسعه¬ ساختارهای جدید هسته هم¬چون لانه¬زنبوری، کرکره¬ای و غیره صورت گرفته است که عملکرد ¬خوبی در مقایسه با هسته¬های فوم ¬سنتی دارند. در این پایان¬نامه برای اولین ¬بار، تاثیر فوم در افزایش استحکام پانل¬های¬ ساندویچی با هسته کرکره-ای مورد بررسی قرار¬گرفت، که برای این منظور پانل¬های ساندویچی با هسته کرکره¬ای بدون فوم و پرشده با فوم تحت ¬آزمون¬های فشار، خمش ¬سه ¬¬نقطه و ضربه به روش ¬تجربی و عددی مورد¬ مطالعه قرار گرفتند. پس از انجام آزمون¬های مذکور، استحکام پانل¬های ساندویچی با هسته کرکره¬ای پر شده با فوم نسبت به پانل¬های ساندویچی با هسته کرکره¬ای بدون فوم افزایش چشمگیری داشت.

لوله گرمایی وسیله ای برای انتقال حرارت با ضریب هدایت گرمایی خیلی بالا می باشدکه انرژی گرمایی را به وسیله تبخیر و میعان یک سیال عامل با افت دمای ناچیز منتقل می کند. در این تحقیق تاثیر استفاده از نانوسیال بر روی عملکرد حرارتی یک لوله گرمایی در حالت دو بعدی مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات حاکم به روش حجم محدود و الگوریتم سیمپل و با استفاده از نرم افزار فلوئنت حل شده اند در ادامه تاثیر استفاده از نانولوله کربنی در مقابل سایر نانو ذرات( اکسید آلومینیوم، اکسید نقره) مورد بررسی قرار گرفته است همچنین اثر استفاده از نانوسیالها را بر روی توزیع سرعت و فشار محوری جریان مایع درون فتیله مورد بررسی قرار داده ایم و مشخص شده است که استفاده از نانولوله کربنی منجر به کاهش 20% افت فشار جریان مایع درون فتیله می شود. در نهایت اثر استفاده از نانوسیال بر روی توزیع دمای دیواره،ضریب انتقال حرارت جابه جایی کندانسور،اختلاف دمای بین اواپراتور و کندانسور و مقاومت لوله گرمایی مورد بررسی قرار گرفته است و نشان داده ایم که استفاده از نانولوله کربنی منجر به افزایش بازده حرارتی و کاهش مقاومت حرارتی لوله گرمایی میشود.به منظور مشاهده تاثیر حرارتی و دینامیکی نانوسیال بر روی عملکرد لوله گرمایی،اثر استفاده از نانولوله کربنی در مقایسه با سایر نانوسیالها(اکسید آلومینیوم-آب،اکسید نقره-آب) برای کسر حجمی 0.921% در نظر گرفته شده است.