در این تحقیق تاثیر افزودن درصدهای مختلف اتانول به بنزین بر روی رفتار خوردگی آلیاژهای مورد استفاده در سیستم سوخت رسانی و همچنین آلیاژهای مورد استفاده در سوپاپ و سر سیلندر موتورهای احتراق داخلی مورد بررسی قرار گرفت. رفتار خوردگی آلیاژهای سیستم سوخت رسانی شامل فولاد 12st، آلومینیم 6061 و مس ابتدا توسط آزمون غوطه وری بر اساس استاندارد astm g31 در چهار محیط بنزین حاوی 0، 5، 10 و 15% اتانول بررسی گردید. در ادامه به منظور بررسی تاثیر دمای مخلوط سوخت بنزین- اتانول بر رفتار خوردگی آلیاژها آزمون غوطه وری در دو دمای 60 و 80 درجه سانتی گراد در سه محیط بنزین حاوی 5، 10 و 15% اتانول انجام گرفت. به منظور بررسی رفتار خوردگی و حساسیت به حفره دار شدن آلیاژ آلومینیم 6061 در محلولهای بنزین- اتانول حاوی ناخالصی آب، اندازه گیری های الکتروشیمیایی شامل eis و پلاریزاسیون سیکلی در محیط های بنزین حاوی 5، 10 و 15% اتانول و 1، 5 و 10% آب با استفاده از دستگاه eg&g و نرم افزاز power suit انجام شد. همچنین به منظور تحلیل نتایج eis و به دست آوردن مدار معادل از نرم افزارzsimpwin v3.21 استفاده گردید. فیلم های اکسیدی تشکیل شده روی نمونه های آلومینیمی 6061 توسط sem و edx مورد بررسی قرار گرفت. در انتها رفتار اکسیداسیون آلیاژهای سوپاپ (فولاد آلیاژی) و سرسیلندر (آلومینیم) در حضور محصولات احتراق سوخت بنزین- اتانول مورد بررسی قرار گرفت. برای غوطه ور کردن نمونه ها در محصولات احتراق سوخت بنزین- اتانول، نمونه ها درون لوله اگزوز یک موتور چهار زمانه تک سیلندر جایگذاری شدند. سپس سوخت بنزین حاوی درصدهای متفاوت اتانول (0، 5، 10 و 15%) به طور جداگانه به موتور مذکور تزریق شد. حداکثر دمای اندازه گیری شده درون لوله اگزوز در طی کارکرد موتور 423 درجه سانتی گراد بود. نتایج نشان می دهد که با افزایش میزان اتانول در بنزین سرعت خوردگی افزایش می یابد. بالاترین سرعت خوردگی در دمای محیط مربوط به نمونه های مسی بود. افزایش دمای سوخت باعث تغییر رفتار نمونه های آلومینیمی و افزایش سرعت خوردگی آنها شد. در حضور آلاینده آب بیشترین حساسیت به خوردگی حفره ای در 1% آب و بالاترین سرعت خوردگی در 5% آب مشاهده شد. نتایج edx کمترین میزان حفاظت را توسط فیلم اکسیدی روی نمونه های غوطه ور در 5% آب نشان دادند. با افزایش میزان اتانول و سیکل کارکرد موتور اکسیداسیون نمونه ها در دمای بالا افزایش یافت. افزایش اکسیداسیون در نمونه های فولادی مشهودتر بود.

در پایان نامه حاضر، یک موتور استرلینگ نوع گاما طراحی، ساخته و مورد ارزیابی قرار گرفت. با استفاده از روش پیشرفته ترمودینامیک بُعد محدود، مدل ریاضی مناسبی برای موتور استرلینگ به دست آمده و مورد تحلیل قرار گرفت. برای شبیه سازی سیستم، چند برنامه کامپیوتری بر اساس توان موتور در شرایط کاری فرض شده نوشته شد. طراحی اولیه بر اساس اختلاف دمای 460 درجه بین منبع گرم و سرد موتور انجام پذیرفت. با اختلاف دمای ذکر شده نسبت حجم جاروب شده بهینه با توجه به مدل برابرِ 3 محاسبه شد. ابعاد دیگر موتور نیز، همانند نسبت حجم جاروب شده، محاسبه شدند. ابعاد بدست آمده عبارتند از: قطر پیستون قدرت: 38 میلی متر، کورس پیستون قدرت: 40 میلی متر، قطر پیستون جابجایی: 55 میلی متر، کورس پیستون جابجایی: 60 میلی متر. در آخر، موتور مذکور ساخته شده و مورد بررسی آزمایشگاهی قرار گرفت.

هدف از ممیزی انرژی بدست آوردن یک تصویر جامع ازوضعیت جریان کل انرژی ، تعیین وضعیت مصرف انرژی، شناسایی امکانات موجود، تعیین گلوگاههای مصرف انرژی، تعیین روش های ممکن جهت کاهش مصرف انرژی، تحلیل اقتصادی روش های کاهش مصرف انرژی، تعیین تاثیرپذیری هریک از روشها بر دیگری و در نهایت تهیه طرح توجیهی جهت تصمیم گیری و سرمایه گذاری است. در این پروژه سعی بر این است که ممیزی انرژی در دپارتمان پخت کارخانه سیمان انجام شود. به همین منظور ابتدا به اندازه گیری پارامترهای مختلف از قبیل دما، ابعاد سیستم، آنالیز مواد اولیه و آنالیز محصول خروجی و ... پرداخته و سپس به کمک روش ارائه شده، یک موازنه انرژی، که شامل انرژی های ورودی (از قبیل گرمای ورودی ناشی از احتراق سوخت، تغذیه مواد اولیه کوره ، ورود سوخت، هوای اولیه، هوای خنک کننده) و انرژی های خروجی (شامل گرمای لازم برای تشکیل کلینکر، گرمای تلف شده به خاطر آهکی شدن (تکلیس) غبار اتلافی کوره، تخلیه کلینکر، غبار در گاز خروجی کوره، رطوبت در تغذیه ، گاز خروجی کوره، اتلافات حرارتی تابشی و همرفتی از بدنه ی کوره، پیش گرم کن و کولر) می باشد، برای این بخش از کارخانه انجام شده است. نتایج نشان می دهد که میزان راندمان سیستم (بهره وری انرژی) برابر است با 46.62% که نسبتاً پایین است. یکی از نوآوری هایی که در این پایان نامه انجام شده عبارتست از تعیین بهینه اجزای تشکیل دهنده کلینکر بر اساس میزان حداقل مصرف انرژی با استفاده از الگوریتم ژنتیک بر مبنای دو استراتژی مختلف، با حفظ کیفیت و افزایش کیفیت می باشد. همچنین در ادامه ی موازنه انرژی پس از انجام ممیزی انرژی یک سری پیشنهادات برای کاهش مصرف انرژی در کارخانه سیمان ممتازان ارائه گردیده که از جمله ی آنها میتوان به استفاده از تئوری تصمیم گیری در ممیزی انرژی اشاره کرد که در نوع خود کار جدیدی محسوب میشود.

امروزه تبدیل انرژی با استفاده از ابزارهای تمیز، کارآمد و دوستدار طبیعت یکی ازمهمترین دغدغه های جامعه بشری می باشد. پیل های سوختی انرژی شیمیایی یک سوخت گازی را مستقیماً به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند و به دلیل اینکه در آن ها هیچ احتراقی رخ نمی دهد، بسیار تمیزتر و کارآمد تر از موتورهای احتراق داخلی هستند. یکی از موثرترین ابزارها برای تولید توان الکتریکی، پیل های سوختی اکسید جامد هستند. با استفاده از انرژی حرارتی پیل سوختی اکسید جامد در یک چرخه توربین گاز می¬توان به یک سیستم هیبرید با عملکرد بالا دست یافت. با مدل سازی الکتروشیمیایی پیل سوختی و مشخص نمودن افت ولتاژهای درون آن، ولتاژ پیل سوختی در شرایط کاری متفاوت به دست می آید. در این تحقیق به بررسی تأثیر اجزاء مختلف سیکل هیبریدی بر روی بازده و توان تولیدی سیستم هیبریدی پرداخته شده است. این اجزاء شامل محفظه احتراق و سیکل توربین گاز می باشند. نتایج تحقیقات نشان می دهد که بازده سیستم های هیبریدی بسیار بیشتر از بازده میکروتوربین گاز و یا پیل سوختی تنها بوده و با استفاده از این نوع سیستم ها می توان به بازده بالاتر از 65 درصد دست یافت. در این تحقیق سیستم هیبریدی استاندارد و انواع سیستم های هیبریدی با بازگشت محصولات پیل سوختی مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل سیستم هیبریدی نشان می دهد که با بازگشت محصولات پیل سوختی اکسید جامد می توان موجب بهبود عملکرد سیکل هیبریدی شد. اگرچه سیستم هیبریدی با بازگشت آند و کاتد بصورت همزمان پیچیده می باشد ولی در شرایط یکسان دارای راندمان و توان تولیدی خالص بیشتری نسبت به دیگر مدل های سیستم های هیبریدی می باشد. همچنین این تحقیق اثر سایر پارامترهای مهم و کلیدی (ضریب مصرف سوخت، ضریب مصرف هوا، نرخ بازگشت محصولات پیل سوختی و ...) را در سیستم هیبریدی پیل سوختی اکسید جامد و توربین گازی مورد ارزیابی قرار می دهد. در انتها تأثیر نوع سوخت مصرفی در سیستم هیبریدی پیل سوختی اکسید جامد و توربین گازی مورد بررسی قرار می گیرد.

امروزه اهمیت توجه به برنامه ریزی های بلندمدت و یکپارچه که در حقیقت اثرات متقابل بخش های مختلف سیستم عرضه و تقاضای انرژی را بر یکدیگر مورد بررسی قرار داده و بهترین گزینه و همچنین نحوه بهره برداری بهینه از منابع و فناوری های مختلف انرژی را نشان می دهند، بر کسی پوشیده نیست. در این پایان نامه، مدل سازی، برنامه-ریزی و تدوین سناریوهای مختلف بهینه سازی عرضه و تقاضای انرژی استان کرمان در یک افق بلندمدت مورد توجه قرار گرفته است. بدین منظور، مدل های مختلف انرژی مورد بررسی قرار گرفته است. پس از انتخاب مدل انرژی مورد نظر، نرم افزار leap که ابزاری مناسب جهت ارزیابی یکپارچه سیاست های انرژی، تدوین و سیاست-گذاری بخش انرژی و ارزیابی انتشار گازهای گلخانه ای می باشد، به منظور مدل سازی سیستم عرضه و تقاضای انرژی در استان کرمان تا افق زمانی 1404 مورد استفاده قرار گرفته است. به منظور ساخت مدل انرژی، داده های مربوط به سیستم عرضه و تقاضای عمده ترین حامل های انرژی( برق و گاز طبیعی ) در استان کرمان در سال 1391 به عنوان سال پایه مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین، پیش بینی تقاضای برق و گاز طبیعی در تمام زیر بخش های مصرف کننده تا افق 1404 توسط مدل های پیش بینی مختلف شامل سه نمونه از مدل های پیش بینی خاکستری و نیز شبکه های عصبی مصنوعی انجام شده و بهترین مدل پیش بینی بر مبنای کم ترین میزان خطای پیش بینی انتخاب شده است. با ورود اطلاعات مربوط به سیستم عرضه و تقاضای برق و گاز طبیعی در سال پایه و نیز نتایج حاصل از پیش بینی تقاضای انرژی تا افق1404 به مدل ساخته شده، شش سناریوی مختلف مدیریت در سمت های عرضه و تقاضای انرژی تدوین شده و نتایج حاصل از اجرای سناریوها توسط نرم افزار leap مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج حاصل، نشان دهنده پتانسیل قابل توجهی در کاهش تقاضای نهایی انرژی در صورت مدیریت صحیح در بخش های عرضه و تقاضای انرژی در مقایسه با ادامه وضع موجود 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.

استفاده از منابع جدید انرژی و ابداع روش های نوین در راستای کاهش مصرف انرژی همواره مورد توجه بوده است. یکی از روش های نوین و کارآمد در ذخیره سازی انرژی به فرم مناسب استفاده از مواد تغییر فاز دهنده است. این مواد انرژی را به صورت گرمای نهان ذوب ذخیره می کنند. در سیستم های ذخیره انرژی از محفظه هایی با اشکال مختلف برای ذخیره مواد تغییر فاز دهنده استفاده می شود که از بین آنها محفظه های کروی متداول تر می باشند. به دلیل نقش فرآیندهای ذوب و انجماد در سیستم های ذخیره کننده انرژی بررسی رفتار مواد تغییر فاز دهنده در حین فرآیند ذوب و انجماد حائز اهمیت است. در این پژوهش فرآیند تغییر فاز در یک سیستم ذخیره کننده انرژی به صورت آزمایشگاهی و شبیه سازی عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. شبیه سازی عددی با درنظرگرفتن معادلات حاکم بر رفتار تغییر فاز ماده و با در نظر گرفتن شرایط اولیه و مرزی مناسب به روش حجم محدود به کمک نرم افزار fluent انجام خواهد شد. سیستم مورد نظر یک محفظه کروی بوده که دیواره بیرونی آن در دمای ثابت قرار دارد. نوآوری صورت گرفته در این پژوهش عبارتست از: - مطالعه آزمایشگاهی و شبیه سازی عددی فرآیند ذوب و انجماد ماده تغییر فاز دهنده خاص با ترکیب یوتکتیک از دو نمک معدنی که تاکنون در این مورد هیچ بررسی صورت نگرفته است . این نکته نیز قابل ذکر است که با توجه به امکان تولید داخلی این ماده از ذخایر معدنی کشور و بخصوص منطقه از امتیازات ویژه آن در بحث تجاری سازی آن محسوب میشود. - استفاده از ذرات نانو انتخابی با درصدهای مختلف بمنظور افزایش قابلیت جذب انرژی در سیستم ذخیره کننده انرژی حرارتی در مقایسه با ماده پایه می باشد.