در دهه های پیشین به افزایش بی رویه مصرف انرژی و پایان پذیر بودن منابع فسیلی توجه بسیار شده است. این امر باعث مطالعه گسترده جهت مشخص کردن راهکارهایی به منظور کاهش مصرف و بهینه سازی سوخت های فسیلی شده است. افزایش مصرف سوخت های فسیلی از یک طرف، فناپذیر بودن منابع این سوخت ها و آلودگی های زیست محیطی حاصله از این سوخت ها از طرف دیگر‏، ضرورت بهینه سازی مصرف منابع انرژی های فسیلی را تاکید می کند. از آنجا که کشور ایران اخیرا تصمیم به حذف یارانه های سوخت های فسیلی (نفت و گازوئیل) گرفته است، همچنین با توجه به وابستگی شدید اقتصاد کشور به بازار جهانی نفت، با بهینه سازی مصرف انرژی در صنایع گوناگون می توان گامی اساسی در جهت توسعه پایدار برداشت. یکی از خطی مشی های برنامه ریزی کشور ایران در سالهای اخیر موضوع بهینه سازی و بازیافت انرژی در صنعت بوده است. مبدل های حرارتی یکی از اجزاء مهم سیستم های تبدیل انرژی، صنایع شیمیایی‏، نفت، فولاد و غیره می باشند. با بازیافت انرژی خروجی از اگزوز کارخانجات و پالایشگاههای صنعتی با استفاده از تجهیزاتی از قبیل مبدل های حرارتی دوار و لوله گرمایی می توان تا حدودی میزان انرژی مصرفی در این صنایع را کاهش داد. در کار حاضر طراحی یک مبدل حرارتی لوله گرمایی و همچنین امکان سنجی استفاده از آن در یک مجتمع صنعت پالایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا جهت تایید صحت مراحل طراحی، نتایج بدست آمده از تحقیق حاضر با نتایج حاصل از مبدل حرارتی ساخته شده در اندازه کوچک که قبلا در دانشگاه مشهد توسط محققان آن دانشگاه طراحی و ساخته شده، مقایسه گردیده است. پس از تایید درستی برنامه کامپیوتری نوشته شده و محاسبات طراحی‏، محاسبات لازم جهت طراحی یک مبدل حرارتی با اندازه مورد نیاز در پالایشگاه فازهای 4 و 5 مجتمع گاز پارس جنوبی انجام گرفته است. همچنین میزان ذخیره انرژی در این مجتمع پالایشگاهی بواسطه استفاده از مبدل حرارتی طراحی شده با استفاده از یک روش اقتصادی مورد بررسی قرار گرفته است.

اثر پارامتر های مهم و کلیدی بر عملکرد مشعل مورد بررسی قرار گرفت. و نتایج بدست امده حاکی از این است که مشعل های متخلخل با ضخامت اپتیکی بالا و ضریب پخش پایین عملکرد بهتری دارند.

مطالعه حاضر، بررسی عددی پیرامون تولید انتروپی در جریان آرام با جابجایی اجباری در داخل کانال افقی با دو پله بالا رونده است که دیواره های کانال در دمای ثابت و یکنواخت قرار داشته و دمای جریان ورودی کمتر از دمای دیواره هاست. برای بررسی توزیع عدد تولید انتروپی در داخل جریان که نرخ بازگشت ناپذیری را در سیستم حرارتی نشان می دهد، از آنالیز قانون دوم استفاده شده است. جهت محاسبه تولید انتروپی در جریان جابجایی آرام، نیازمند محاسبه میدان سرعت و دما بوده که برای این منظور معادلات پایستگی جرم،مومنتوم و انرژی در سیستم مختصات کارتزین دو بعدی با استفاده از تکنیک های دینامیک سیالات محاسباتی حل می شوند. نتایج حل عددی به صورت رسم نمودارهایی برای بررسی اثرات عدد رینولدز و هندسه کانال بر روی خطوط جریان، میدان دما، توزیع تولید انتروپی، ضریب اصطکاک، عدد ناسلت و همچنین عدد تولید انتروپی کل ارائه شده است. در انتها نیز میزان تولید انتروپی کل و عدد ناسلت متوسط بین کانال با دو پله بالا رونده و کانال تک پله ای که نسبت انقباض را معادل نموده، مقایسه انجام گرفته است.

در طول تبدیل انرژی خورشیدی به الکتریکی در پانل فتوولتاییک، مقدار زیادی انرژی حرارتی بر اثر افزایش دمای پانل فتوولتاییک تولید می شود. بر اثر افزایش دمای سطح پانل فتوولتاییک، راندمان الکتریکی آن کاهش میابد. این حرارت تولیدی توسط پانل، مانع افزایش راندمان الکتریکی آن شده و نهایتاً بخشی از آن با انتقال به هوای محیط هدر می رود. این انرژی را می توان با جمع کردن در سیستم حرارتی و فتوولتاییک حرارتی مهار کرد و باعث افزایش راندمان الکتریکی و حرارتی شد و انرژی زیادی بر واحد سطح تولید کرد. از طریق قرار دادن پانل فتوولتاییک روی کلکتور مشبک خورشیدی و طبیعتاً عبور داده شدن هوای ورودی به کلکتور از زیر پانل فتوولتاییک، باعث افزایش راندمان الکتریکی و حرارتی شده و انرژی زیادی در واحد سطح تولید کرد. در این پایان نامه یک کلکتور مشبک خورشیدی طراحی، ساخته و مورد آزمایش قرار گرفته است. انرژی مورد نیاز فنهای این کلکتور هم به صورت مستقیم از طریق پانل ها تامین گردید و هم در آزمایش هایی جداگانه از برق شهر تامین شد. در حالتی که فن ها انرژی خود را مستقیماً از پانل های فتوولتاییک می گرفتند، دبی جرمی هوا به علت تغییر تشعشع در طول روز متغیر می باشد و در نتیجه دبی غیر دائم ایجاد می نماید. این کلکتور مشبک خورشیدی که با پانل فتوولتاییک ترکیب گردیده، در حالات مختلفی آزمایش گردیده و نتایج آن به صورت دائم و غیر دائم در سه حالت کلکتور آزاد، کلکتور مشبک با پانل فتوولتاییک (که تقریبا نصف سطح کلکتور را می پوشاند) و کلکتور مرکب با دو پانل فتوولتاییک (که تقریبا تمام سطح کلکتور مشبک را می پوشاند)، ارایه شده است. نهایتا برای دستیابی به کارامد بودن سیستم اتصال مستقیم پانل به فن ها، نتایج قابل قبولی استحصال گردید که استفاده از این سیستم را توجیح نمود. در حالات اتصال مستقیم فن ها به برق شهر، آزمایشاتی انجام گردیده که چیدمان بین کلکتور و پانل را در حالات مختلف بررسی کرده است و در هر حالت نتایج ارایه شده است.

در کار حاضر, آنالیز معکوس انتقال حرارت ترکیبی جابجایی اجباری آرام و تشعشعی در کانالی با سطح مقطع متغیر انجام شده است. از روش گرادیان مزدوج برای پیدا کردن توزیع دما روی سطح طراحی استفاده شده است؛ به گونه ای که توزیع دما و شار حرارتی از پیش معین شده ای, روی سطح طراحی برقرار شود. سیال عامل همانند یک محیط خاکستری با توانایی جذب, صدور و پخش همگن می¬باشد. دیوارهای کانال خاکستری بوده و به صورت جذب کننده و صادرکننده پخشی در نظر گرفته شده اند. برای حل معادله انتقال تشعشع, از روش جهات مجزا استفاده شده است؛ درحالی که تمامی معادلات مربوط برای جریان, به صورت عددی و با استفاده از روش مسدود شده حل شده اند. اثر پارامتر تشعشع-هدایت, عمق اپتیکی, ضریب البدو و زاویه پله بر انتقال حرارت از سطح گرمکن بررسی شده است. همچنین نشان داده شده است که این مسئله دارای حل یکتا نمی باشد.

در این مطالعه جریان جابه جایی اجباری و آرام نانو سیال درون یک کانال با وجود پله پسرو و پیشرو و در حضور یک میدان مغناطیسی یکنواخت مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات پیوستگی، ناویر استوکس و انرژی به طور عددی و توسط الگوریتم سیمپل و روش بیان شده توسط پاتانکار و نوشتن کد در فرترن حل شده اند. این مطالعه برای گستره وسیعی از پارامترهای مهم از قبیل هارتمن ، رینولدز و نسبت حجمی نانو ذرات انجام شده است. نتایج نشان می دهد که میدان مغناطیسی خارجی، اندازه ی ناحیه ی گردابه ای را کاهش می دهد. به منظور بررسی تغییرات انتقال حرارت، توزیع عدد ناسلت روی دیواره پایینی و در ناحیه ی تو رفتگی بین دو پله رسم شده است. مشاهده شد که اعداد هارتمن و رینولدز به عنوان پارامترهایی در جهت کنترل انتقال حرارت جابه جایی عمل می کنند. مقایسه بین نتایج عددی مطالعه حاضر و یافته های بررسی های دیگر تطابق خوبی را نشان می دهد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

افزایش راندمان حرارتی دستگاههای حرارتی مسئله ای است که همیشه مورد بحث و تحقیق دانشمندان و محققین قرار داشته است. استفاده از محیط های متخلخل در ساختمان دستگاههای حرارتی که با درجه حرارت بالا سرو کار دارند یکی از راهکارهایی است که می تواند منجر به افزایش راندمان این گونه سیستم ها شود. با نصب لایه متخلخل در مسیر عبور گازهای داغ حاصل از احتراق می توان انرژی حرارتی بسیار زیادی از گاز دریافت نمود و این انرژی دریافتی را به انرژی تشعشعی تبدیل نمود. از طرف دیگر، یکی از مهمترین ویژگیهای محیط های متخلخل داشتن سطح زیاد در واحد حجم می باشد. با در نظر گرفتن این ویژگی و بر پایه تبدیل انرژی بین آنتالپی گاز جاری و انرژی تشعشعی می توان یک مبدل حرارتی متخلخل گاز به گاز طراحی نمود. در مطالعه حاضر آنالیز حرارتی دو بعدی همراه با شبیه سازی جریان در یک مبدل حرارتی متخلخل سه لایه مورد بررسی قرار گرفته است. این مبدل از سه قسمت تشکیل شده است که بوسیله دو شیشه از جنس کوارتز از یکدیگر جدا شده اند به طوریکه لایه با دمای بالا در میان دو قسمت بازیاب قرار گرفته است. جهت شبیه سازی جریان داخل محیط متخلخل از روش شبکه بولتزمن استفاده شده است. روش شبکه بولتزمن بر مبنای مدل های میکروسکوپیک و معادلات جنبشی مزوسکوپیک استوار است. از آنجا که دو فاز جامد و گاز در تعادل حرارتی قرار ندارند، لازم است که معادله انرژی برای فاز جامد و فاز گاز به طور جداگانه نوشته شده و حل عددی گردند. اثرات هدایت حرارتی هم برای فاز جامد و هم برای فاز گاز لحاظ شده است. محیط متخلخل علاوه بر انتقال حرارت جابجایی با جریان گاز قادر است انرژی تشعشعی را جذب، پخش و صادر کند در حالیکه از اثرات تشعشعی فاز گاز در مقایسه با فاز جامد صرفنظر شده است. جهت آنالیز حرارتی مبدل حرارتی متخلخل، معادلات انرژی فاز گاز و فاز جامد و معادله انتقال حرارت تشعشعی به طور همزمان حل عددی گردیده است تا توزیع دمای فازهای جامد و گاز و توزیع شار تشعشعی در طول محیط متخلخل بدست آیند. لازم به ذکر است به منظور حل معادله انتقال حرارت تشعشعی از روش طولهای مجزا استفاده شده است. در ادامه اثر پارامترهای مختلف بر عملکرد سیستم مورد مطالعه قرار گرفته است. انطباق بین نتایج کار حاضر و نتایج دیگر محققین رضایت بخش می باشد علیرغم اینکه از مدلهای تشعشعی مختلف جهت انجام محاسبات تشعشعی بهره گرفته شده است.