در کار حاضر افزایش آهنگ انتقال حرارت از ریب های عرضی با ارتفاع مشخص و ریب های عرضی بدون ارتفاع مستقر در کف کانال با جابجایی اجباری در میدان الکتریکی ولتاژ بالا مورد مطالعه است. روش های افزایش انتقال حرارت با وارد کردن معیار ارزیابی عملکرد روش، مورد تحلیل قرار می گیرند. از روش های غیر فعال، فعال و ترکیب آنها برای این منظور استفاده می شود. ریب ها به چشمه های حرارتی اجزاء الکترونیکی ic ها مستقر در مدارهای الکترونیکی و سایر سطوح گرمایی موضعی تشبیه شده است. ارتفاع ریب ها هم به صورت مشخص و هم به صورت بدون ارتفاع از کف کانال و در برخی از مطالعات در حد قابل مقایسه با ابعاد عرضی کانال در نظر گرفته شده است. مطالعه به صورت تجربی و عددی انجام شده است. در این تحقیق، بررسی جریان دو بعدی- سه بعدی، پایا، لزج و تراکم ناپذیر سیال هوا در اعداد رینولدز 500 تا 2000 (جریان آرام) و 2000 تا 4500 (جریان آشفته) با بررسی حالت های مختلف انجام گرفته است. رفتار هیدرودینامیکی و انتقال حرارت این جریان در خنک کاری این ریب ها در داخل این مجراها با استفاده از روش های فعال الکتروهیدرودینامیکی ، غیر فعال و ترکیبی به صورت تجربی و عددی بررسی می شود. ضمناً استفاده همزمان از روش غیر فعال و نیز اعمال روش فعال الکتروهیدرودینامیکی برای اولین بار است که مورد توجه در کار حاضر بوده و به عنوان یک نوآوری مطرح می شود. در بررسی تجربی، مطالعه بر روی سکوی آزمایش با استفاده از سیستم دقیق تحلیل گر دما و منبع ولتاژ بالا انجام گرفته است. برای شبیه سازی عددی روش افزایش انتقال حرارت غیر فعال از نرم افزار phoenics استفاده شده است. نتایج بدست آمده از بررسی عددی از نظر موفقیت در پیش بینی و تطابق آن با نتایج تجربی افزایش انتقال حرارت قابل توجه بودند. در بررسی تجربی در مورد ویژگی های باد کرونا نتایج قابل توجهی بدست آمده که تاکنون در ادبیات فن کمتر به آن توجه شده است.

. نتایج نشان داد که سیال ان-هگزان به دلیل داشتن اختلاف موبیلیته بیشتر و ویسکوزیته کمتر دارای سرعت های بیشتری نسبت به نفت سفید می باشد. هنگامی که پمپ ها بصورت سری پشت سر هم قرار می-گیرند، فاصله جفت الکترودها با یکدیگر از عوامل موثر در عملکرد پمپ رسانشی می باشد، با بررسی فواصل مختلف، فاصله بهینه بدست آمده است. آرایش زیگ زاگی با فاصله بهینه پمپ ها نیز مورد مطالعه قرار گرفت. آرایش زیگ زاگی دارای سرعت های بیشتری نسبت به دو آرایش هم راستا با دو و سه جفت الکترود موازی، می باشد، بطوری که سرعت بیشینه برای این آرایش در سیال ان-هگزان تا mm/s42 با توان مصرفیmw 61/20 بدست آمده است. با استفاده از روغن سیلیکون، الگوی جریان آشکارسازی شده است. نتایج آشکارسازی نشان داد که بین الکترود ولتاژ بالا و الکترود زمین دو گردابه قوی وجود دارد که با ایجاد تنش برشی باعث حرکت سیال مجاور می شوند، همچنین بین پمپ ها گردابه هایی وجود دارند که تعداد و شدت آنها به فاصله جفت الکترودها از یکدیگر بستگی دارد بطوری که در کمترین فاصله سه گردابه، در فاصله بهینه دو گردابه و در بیشترین فاصله گردابه ای مشاهده نشد.

امروزه یکی از چالش های پیشروی محققین در رابطه با جریان های دو فازی، استفاده از تکنیک های افزایش انتقال جرم و حرارت جهت بالا بردن بازده واحد های صنعتی می باشد. یکی از این روش های فعال، استفاده از میدان الکتریکی با ولتاژ بالا است که اصطلاحاً الکتروهیدرودینامیک (ehd) نامیده می شود. استفاده از این روش در واحد های صنعتی مدرن، به علت توان مصرفی پایین در مقایسه با راندمان آن بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در بخش اول پایان نامه، رفتار هیدرودینامیکی تک حباب هوا تحت تأثیر میدان الکتریکی غیر یکنواخت مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی های آزمایشگاهی و عددی نشان داد که تحت تأثیر میدان غیر یکنواخت، حباب های در حال رشد از روزنه به سمت ناحیه با میدان ضعیف تر منحرف می شود. اگرچه مقدار این نیروی محرک الکتریکی در عمل ممکن است کوچک باشد، اما در غیاب نیروهای شناوری و وزن که در اغلب کاربردهای فضایی اتفاق می افتد، این نیرو می تواند ابزار بسیار مناسبی برای جدایش حباب از روی سطح محسوب شود. همچنین اعمال میدان الکتریکی موجب افزایش آهنگ جدایش حباب ها از روی سطح می شود. این تغییر رفتار موجب می شود که مقدار گرمای بیشتری توسط فاز بخار از روی سطح گرم به داخل مایع منتقل شود. بعلاو ه، حرکت حباب های جدا شده در داخل سیال که این بار با شدت بیشتری انجام می گیرد، می تواند با ایجاد حرکت های اجباری در محیط سیال، موجب افزایش نرخ انتقال گرما مبادله شده شود. بنابراین با انتخاب آرایش الکترودی مناسب، علاوه بر کنترل رفتار حباب می توان نرخ انتقال گرما و جرم را در فرایند های مرتبط با جریان دو فازی گاز-مایع افزایش داد. در بخش دوم، رفتار یک قطره آب در حال سقوط در روغن، در حضور میدان الکتریکی یکنواخت مورد بررسی قرار گرفت. مشاهدات آزمایشگاهی نشان داد که قطره آب که در ابتدا بدون بار بوده است، تحت تأثیر میدان الکتریکی، پلاریزه شده و به سمت الکترود ولتاژ بالا حرکت می کند. با برخورد به الکترود، قطره باردار شده و پس از جدا شدن از سطح الکترود، بواسطه نیروی الکتروفورتیک به طرف الکترود زمین حرکت می کند. در شرایط مناسب، حرکت قطره بین دو الکترود می تواند ادامه داشته باشد؛ کامل شدن این حرکت به شدت میدان الکتریکی و مقدار بار جمع شده بر روی قطره بستگی دارد. در این بخش، دینامیک قطره تحت تأثیر میدان و مکانیزم باردار شدن آن به طور کامل مورد بحث قرار گرفت. حرکت رفت و برگشتی قطرات در بین دو الکترود می تواند در افزایش انتقال گرما و جرم در کاربردهای مرتبط، بخصوص سیستم های چند فازی که شامل قطره می باشند، مفید باشد

خنک کاری بوردهای الکترونیکی با اجزاء الکترونیکی متمرکز در واحد سطح که در عمل به عنوان چشمه های حرارتی وارد می شوند از اهمیت کاربردی بالایی برخوردار است. در کار حاضر خنک کاری عناصر متمرکز چشمه های حرارتی که به صورت موانع استوانه ای در کف کانال مستطیلی مستقر شده اند و همچنین خنک کاری کف کانال با جابجایی طبیعی و اجباری هوا مورد نظر است. موانع استوانه ای با دو آرایش همردیف و زیگزاگی در کف کانال قرار گرفته و بررسی می شوند. روش های افزایش انتقال گرما به طرق مختلف فعال، غیر فعال و ترکیبی و در محدوده های جریان طبیعی (0=re) به صورت نامحدود (بدون سقف) و محدود (با سقف) و جریان اجباری (3870و2500,1100,500=re) با رژیم های آرام، گذرا و آشفته مطالعه می شود. در روش فعال از محرکه الکتروهیدرودینامیک (ehd) استفاده می شود تا با به هم ریختن الگوهای جریان اصلی هوا و هدایت آن به نواحی معین نرخ انتقال حرارت افزایش یابد. برای این منظور الکترودهای سیمی با آرایش های مختلف مبتنی بر دیدگاه های تئوری و عملی بررسی شده و در نهایت آرایش بهینه به دست می آید. در روش غیر فعال با ایجاد سوراخ هایی در کف کانال در محل های مورد نظر بین موانع استوانه ای، با عبور جریان اصلی اجباری هوا از داخل کانال، گرادیان فشاری بین محیط و داخل کانال به وجود می آید که سبب نفوذ جریان های ثانویه هوا از طریق سوراخ ها به داخل کانال شده و سبب افزایش نرخ انتقال حرارت می شود. نتایج نشان داد که جریان ثانویه حاصل از باد کرونا در اعداد رینولدز پایین موثرتر می باشد. همچنین ماکزیمم افزایش انتقال حرارت در روش فعال برای 0=re در حالت بدون سقف به دست آمد، البته توان مصرفی کرونا نیز در این حالت ماکزیمم بود. در روش غیر فعال نیز افزایش عدد رینولدز جریان اصلی به بهبود این روش کمک کرد.

در کار حاضر روش جدیدی برای اعمال میدان الکتریکی بر روی فیلم ریزان ارائه شده است که بر خلاف روش های قبلی اعمال میدان الکتریکی بر فیلم های ریزان که باعث تغییر در ساختار جریان فیلم و تغییر خواص سیال می شد، بدون به هم ریختن ساختار اصلی جریان فیلم ریزان و تغییر خواص آن، با ایجاد گردابه و افزایش رفتار موجی در فیلم، می تواند باعث افزایش انتقال حرارت و جرم در فیلم ریزان شود. در این روش از پمپ های رسانشی با الکترود های هم سطح با دیواره استفاده شده است که هیچ تغییری در هندسه جریان سیال ایجاد نمی کنند. به علت جدید بودن پمپ های رسانشی، دیدگاه منسجم و کاملی در مورد عملکرد این نوع پمپ ها ارائه نشده است. برای ایجاد پایه های نظری مورد نیاز برای تحلیل پدیده های مشاهده شده در رفتار فیلم ریزان در حضور پمپ رسانشی، در کار حاضر سعی شده است با استفاده از آزمایش های تجربی و مدل سازی عددی دیدگاه کاملی از رفتار یک پمپ رسانش الکتروهیدرودینامیکی با الکترود های هم سطح با دیواره ارائه شود. در مطالعه حاضر، موارد جدیدی از رفتارهای پمپ رسانش مورد بررسی قرار گرفته اند که از آن جمله می توان به اشباع سیال در ولتاژهای بالا و امکان تغییر جهت پمپاژ در نسبت عرض های الکترود بالا و آشکارسازی الگوی جریان سیال در این پمپ ها اشاره کرد. بررسی رفتار فیلم های ریزان برای دو نوع آزاد و اجباری انجام گرفته و در ادامه تاثیر اعمال میدان الکتریکی از طریق پمپ رسانشی بر پارامتر های مهم تعیین کننده رفتار فیلم های ریزان بررسی شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهند که اثر متقابل گردابه های ایجاد شده توسط پمپ رسانشی با ساختار جریان فیلم ریزان با موج آزاد یا اجباری باعث رشد موج ها در سطح فیلم و تشدید نوسانات سطح و رفتار موجی در فیلم ریزان شود. با توجه به وجود اختلاط شدید در این نوع پمپ ها و تشدید رفتار موجی فیلم در حضور پمپ رسانشی، نتایج بدست آمده نشان دهنده توانائی روش ارائه شده برای افزایش انتقال حرارت و جرم در فیلم ریزان می باشند.

در یک جریان داخلی کانالی که حفره ای در کف آن قرار دارد، هوای به تله افتاده در داخل حفره مانع خنک کاری مطلوب سطوح حرارتی حفره می شود. یکی از روش های مطرح برای تغییر الگوی جریان اولیه و از بین بردن این گونه تله های حرارتی، اعمال میدان های الکتریکی شدید بر جریان سیال موسوم به پدیده الکتروهیدرودینامیک یا ehdمی باشد. در کار حاضرمشخصه های میدان جریان و انتقال حرارت جابجایی در یک حفره مستطیلی روباز واقع در کف یک کانال افقی، هم در حضور میدان الکتریکی ولتاژبالا و هم بدون حضور آن به صورت تجربی و عددی مطالعه شده است. در آزمایش های تجربی، ابتدا جریان هایی در محدوده آرام با1100و0,200,500,800=re در کانال ایجاد، سپس با استفاده از یک یا دو الکترود سیمی شامل 10 آرایش مختلف الکترودی میدان های الکتریکی با شدت 24kvو12,16,20=v بر جریان هوا اعمال شده است. در کلیه آزمایش ها افزایش نسبی عدد نوسلت موضعی و متوسط، توان لازم جهت تخلیه کرونا و عملکرد روش ehdدر قالب افزایش انتقال حرارت متوسط در واحد توان مصرفی محاسبه و در ولتاژهای اعمالی، اعداد رینولدز و موقعیت های مختلف الکترود(های) سیمی با هم مقایسه شده است. در موقعیت بهینه الکترود سیمی نیز میدان جریان قبل و بعد از اعمال میدان های الکتریکی با استفاده ازجریان دود آشکارسازی شده است. نتایج نشان می دهد که افزایش ولتاژ اعمالی، وجود تله حرارتی قوی اولیه در داخل حفره و قرار گیری الکترود سیمی در خارج از حفره تأثیر روش ehd درافزایش نرخ انتقال حرارت را افزایش می دهند. همچنین به عنوان یک نوآوری، برای هر موقعیت الکترود سیمی یک معادله همبستگی برای محاسبه افزایش نسبی عدد نوسلت متوسط به صورت تابعی از عدد رینولدز جریان کانال و عدد بی بعد ehdارائه شدهکه نتایج آزمایش ها را با اختلافی کمتر از 6% برآورد می کند. شبیه سازی عددی مسأله نیز به ازای موقعیت بهینه الکترود سیمی و re=100 به وسیله نرم افزار تجاری fidapانجام شده است. نتایج عددی در توافق بسیار خوبی با نتایج آزمایش ها بوده ضمن آنکه ابعاد بیشتری از ماهیت میدان های الکتریکی، جریان و دما را آشکار می سازد.

سالانه، میلیون‏ها لیتر محلول سم، برای مبارزه با آفات و بیماری‏های گیاهی در مزارع استفاده می‏شود. استفاده‏ی گسترده از سموم شیمیایی، خطرات زیست محیطی زیادی را ایجاد می‏کند. بادبردگی ذرات یکی از مهمترین معضلات در سم‏پاشی است، که باعث آلودگی زمین‏های اطراف مزرعه، انسان‏ها و جانداران می‏شود. مدیریت اندازه‏ی ذره، فاکتور اصلی در کنترل بادبردگی است. در این تحقیق عوامل موثر دراندازه‏ی ذرات نشسته در نواحی غیر هدف با استفاده از روش‏های آماری و شبکه‏ی عصبی مصنوعی مورد مطالعه قرار گرفت. اثرات نوع نازل (نازل با سوراخ خروجی متفاوت)، فشار سم‏پاشی، ارتفاع بوم سم‏پاشی و سرعت باد به عنوان فاکتورهای موثر در بادبردگی، روی اندازه‏ی ذرات مورد بررسی قرار گرفتند. یک تونل باد افقی، با مقطع کاری 47/0 متر عرض، 75/0 ارتفاع و 5/5 متر طول برای انجام آزمایش‏ها استفاده شد. آزمایش‏ها به صورت فاکتوریل اسپلیت‏پلات در قالب طرح بلوک‏های کاملا تصادفی با دو تکرار انجام شد. اندازه‏گیری قطرات در ترکیب‏های تیماری با نازل بادزنی در سه سطح سوراخ (11003- 87/0 میلی‏متر مربع، 11004- 18/1 میلی‏متر مربع و 11006- 8/1 میلی‏متر مربع)، فشار پاشش (150، 275 و 400 کیلوپاسکال)، سرعت باد (1، 2 و 3 متربر ثانیه) و ارتفاع پاشش بوم (35/0، 55/0و 75/0 متر) انجام شد. کاغذهای حساس به آب در فواصل 8/0، 6/1 و 4/2 متری از انتهای پاشش نازل برای آشکارسازی اندازه‏ی قطرات استفاده شدند. مدل رگرسیونی برای قطر میانه‏ی حجمی (vmd) در فاصله‏ی 4/2 متری از انتهای پاشش نازل به صورت زیر به دست آمد: y= 186/0-×(x1) + 415/0×(x2) + 233/0×(x3) + 725/0×(x4) x1، x2، x3 و x4 به ترتیب نوع نازل، فشار سم‏پاشی، ارتفاع بوم و سرعت باد هستند. در این تحقیق فاکتورهای فشار، سرعت و ارتفاع بر اندازه‏ی قطره در فاصله‏ی مورد نظر اثر افزایشی داشتند. ولی اثر نازل کاهشی بود. با توجه به ضرایب مدل رگرسیونی اثر سرعت قابل ملاحظه بود. برای مقایسه‏ی نتایج مدل رگرسیونی و ارزیابی آن‏ها یک مدل شبکه‏ی عصبی ارائه شد. برای این منظور، یک شبکه‏یmlp شامل، یک لایه‏ی ورودی، یک لایه‏ی پنهان و یک لایه‏ی خروجی استفاده گردید. در لایه‏ی ورودی 4 نرون وجود داشت که شامل نوع نازل، سرعت باد، فشار و ارتفاع بودند. بهترین حالت برای یادگیری شبکه‏ی عصبی، با در نظرگرفتن همزمان میانگین مربعات خطا و ضریب تبیین، روش لونبرگ مارکوات با ایپاک 300 و نرون 14 به دست آمد. پس از آموزش و اعتبارسنجی شبکه میزان میانگین مربعات خطا و ضریب تبیین به ترتیب برابر 002011/0 و 91/0 به دست آمد. نتایج حاصل از شبکه‏ی عصبی و رگرسیون چندگانه تفاوت معنی‏داری با هم نداشتند.

امروزه یکی از چالش های پیشروی محققین در رابطه با جریان جت ها، استفاده از روش های فعال و یا غیرفعال مناسب جهت بالا بردن بازده واحد های صنعتی می باشد. یکی ازروش های فعال، استفاده از میدان الکتریکی با ولتاژ بالا (ehd) است که به علت توان مصرفی پایین درمقایسه با راندمان آن در واحدهای صنعتی مدرن، بسیارمورد توجه قرار گرفته است. در بخش نخست این پایان نامه، رفتار تک جت آزاد غیردایروی قائم درغیاب میدان الکتریکی، مورد مطالعه قرارگرفته است تا ازاین طریق فهم دقیقی از هیدرودینامیک جریان ستون مایع دررژیم لایه ای بدست آید. بررسی های آزمایشگاهی نشان دادکه با تعریف یک پارامترطولی جدید، می توان معیاری کمی برای اندازه گیری شدت اختلاط یا استهلاک صورت گرفته توسط نازل های غیردایروی گزارش کرد، تا ازاین طریق، شکل بهینه این نوع نازل ها برای کاربردهای متنوع صنعتی اش که شامل بهبود عملکرد اختلاط درمقیاس های بزرگ و کوچک، افزایش بازدهی موتورهای احتراق، پارازیت گیری، و افزایش انتقال حرارت و جرم می شود بدست آید. بعد ازتسلط کامل برروی هیدرودینامیک جت، دربخش دوم پژوهش حاضررفتار الکتروهیدرودینامیکی ستون مایع حاصل ازبرخورد جت های غوطه ور متقابل درناحیه ی لایه ای جریان، مورد مطالعه قرارگرفت. زیرا با توجه به آرایش بی نظیرجت های برخوردی برای جریان سیال، این تکنیک یک روش قدرتمند برای تقویت فرایندهای انتقال (حرارت وجرم) مهیا می سازد، و دربسیاری ازصنایع ازجمله صنایع نفت و گاز، پتروشیمی، نیروگاه های هسته ای، صنعت طراحی هواپیماهای عمودپرواز، برش قطعات، خشک کردن کاغذ، صنایع فولاد، خنک کاری و پیشرانش جت ها و موشک ها مورداستفاده وسیع قرارگرفته است. مشاهدات آزمایشگاهی نشان داد که این ستون مایع تحت تاثیرنیروی الکتروفورتیک وارد بربارهای سطحی درجهت میدان الکتریکی حاکم منحرف می شود. بنابراین، با اعمال ولتاژالکتریکی مناسب، می توان میزان انحراف ستون جت را جهت هدایت انتقال جرم و حرارت به یک نقطه خاص کنترل کرد. بسته به مقدارسرعت جت-های متقابل، دوشکل موج متفاوت برروی ستون جت پدیدار می شود. با اعمال اختلاف پتانسیل الکتریکی بین دو نازل متقابل، پایداری ثانویه ای که به دلیل جاذبه الکتریکی درنقطه برخورد جت ها ایجاد می شود، درمقادیرکم سرعت باعث تقویت امواج متقارن، ودرسرعت های بالاترازیک مقدارمعین منجربه تبدیل امواج نامتقارن یا سینوسی به نوع متقارن می شود. ازاین رومی توان با اعمال مقدارمناسب ولتاژ، اندازه و نحوه توزیع قطرات تولیدی را با تعیین نوع امواج غالب سطحی جت و درنتیجه نحوه شکست آن به راحتی پیش بینی کرد.

موانع استوانه ای با آرایش بهینه زیگزاگی در کف کانال قرار گرفته و بررسی می شوند. روش های افزایش انتقال حرارت به طرق مختلف فعالehd ، غیر فعال مولدهای گردابه ای و ترکیبی و در محدوده های جریان اجباری رینولدز 500 تا 3500 با رژیم های آرام، گذرا و آشفته مطالعه می شود. در روش فعال از محرکه الکتروهیدرودینامیک (ehd) استفاده می شود تا با به هم ریختن الگوهای جریان اصلی هوا و هدایت آن به نواحی معین نرخ انتقال حرارت افزایش یابد. برای این منظور الکترودهای سیمی بصورت بهینه مبتنی بر دیدگاه های تئوری و عملی بررسی شده است. در روش غیر فعال با جاگذاری مولدهای گردابه ای در کف کانال در محل های مورد نظر بین موانع استوانه ای، با عبور جریان اصلی اجباری هوا از داخل کانال، گرادیان فشاری بین پشت و جلوی آنها به وجود می آید که سبب افزایش سرعت و پیچش جریان شده و در نتیجه باعث افزایش نرخ انتقال حرارت می شود. نتایج نشان می دهند که جریان ثانویه حاصل از باد کرونا در اعداد رینولدز پایین موثرتر می باشد. در روش غیر فعال نیز افزایش عدد رینولدز جریان اصلی به بهبود این روش کمک کرد.

در این پایان نامه هیدرودینامیک و انتقال حرارت در جریان لامینار مایع دی الکتریک تحریک شده توسط پمپ رسانش الکتریکی ( conduction pump) به طور تجربی بررسی میشود. این نوع پمپ ها در تکنولوژی های پیشرفته در کاربرد های مختلفی مورد استفاده قرار دارد. کاربرد مایعات دی الکتریک در خنک کاری سیستم های microfluidic و میکرو کانال ها و مینی کانال ها از اهمیت بالایی برخوردار است. بدیهی است در این نوع کاربرد ها به دو مسئله اساسی لازم است توجه شور: 1) دبی حجمی پایین 2) خواص فیزیکی مستقل از اثرات میدان الکتریکی مایع دی الکتریک. این دو خواسته دقیقا در استفاده از پمپ های رسانش گرمایی امکان پذیر خواهد شد. در کار حاضر برای این منظور سکوی مناسبی طراحی شده است و بر روی آن شش عدد پمپ رسانشی با استفاده از الکتروهیدرودینامیک تعبیه شده است که مایع دی الکتریک را در کانال رو بازی با شرایط مرزی مختلف گرمایی و دینامیکی به جریان می اندازد. پدیده های انتقال مومنتم و گرما با اندازه گیری کمیت های مختلف بررسی میشود.

فیلتر هوای یک موتور احتراق داخلی، نقش مهمی در تامین هوای با کیفیت خوب و عاری از هر نوع آلودگی برای موتور، بر عهده دارد. قدرت تصفیه یک فیلتر رابطه مستقیمی با افت فشار جریان در آن دارد. در پژوهش حاضر، اندازه افت فشار و سایر پارامترهای جریان در عبور از فیلتر هوای پژو 405، به صورت عددی و با کمک نرم افزار fluent، مدل شده است. با توجه به محاسبات انجام یافته، جریان، تراکم ناپذیر و آشفته در نظر گرفته شده است.مدلسازی جریان آشفته بر مبنای مدل k-? استاندارد انجام یافته است. جملات همرفت نیز با روش فراباد مرتبه اول گسسته شده اند. همچنین در محیط متخلخل از سرعت فیزیکی به جای سرعت ظاهری استفاده شده است. نتایج بدست آمده نشانگر افت فشاری بین 0.05% تا 1.9%، بسته به دور موتور، می باشد. با توجه به اینکه این مقدار افت فشار در مقایسه با افت فشار در سایر اجزا سیستم تامین هوا، ناچیز می باشد، بنابراین می توان بدون نگرانی از این مساله، قدرت تصفیه فیلتر را افزایش داد. همچنین نتایج مدلسازی، نشانگر وجود جریان های چرخشی در گوشه های قسمت ورودی محفظه فیلتر می باشد که علاوه بر افت فشار، باعث کاهش ظرفیت فیلتر نیز می گردند. برای حذف این جریان ها، تغییراتی در سطح مقطع لوله کثیف و نحوه اتصال آن به محفظه ورودی داده شده و مدل جدید دوباره تحلیل گردید. نتایج به دست آمده، نشانگر حذف جریان های چرخشی و کاهش نسبی در افت فشار می باشند.

جریان های دوفازی حبابی به صورت محیط مایع پیوسته و فاز گاز با حباب های پراکنده، نقش مهمی در فرآیندهای طبیعی و صنعتی دارد. رفتار هیدرودینامیکی حباب ها و قطرات در برخی از کاربردها به صورت تک حباب یا تک قطره در محیط مایع ساکن بررسی شده است. برای حباب های ریز مدل های عددی و کمیت های تجربی فراوانی در ادبیات فن ارائه شده است. حضور حباب های بزرگ به دلیل ادغام حباب های کوچک تر در کاربردهای مختلف صنعتی و فرآیندهای طبیعی اجتناب ناپذیر است. هنگامی که حباب بزرگ می شود با توجه به رفتارهای متفاوتی که پیدا می کند، در فصل مشترک دچار اعوجاج می گردد. در این صورت مدل سازی آن پیچیده خواهد شد. با اعمال میدان الکتریکی با ولتاژ بالا و نیروهای موثر بر حباب در صعود در محیط مایع ساکن دی الکتریک، رفتار آن پیچیده تر می گردد. با اعمال روش فعال ehd می توان رفتار چنین حباب هایی را به صورت کنترلی مطالعه نمود. استفاده از این روش در بین روش های مختلف ارائه شده به دلیل سهولت اعمال جهت و شدت میدان مورد نظر از جایگاه ویژه ای برخوردار است. در این پایان نامه رفتار الکتروهیدرودینامیکی تک حباب بزرگ هوا تحت تاثیر میدان الکتریکی با سه آرایش مختلف الکترودی در سیالات پایه دی الکتریک با ویسکوزیته های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تجربی نشان داد که مسیر صعود حباب با کاهش ویسکوزیته و افزایش جریان ehd، همچنین با آرایش الکترودی با شدت میدان قوی تر و در نتیجه جریان ehd قوی تر، بیشتر تحت تاثیر میدان الکتریکی قرار می گیرد. نتایج عددی مربوط به مولفه های مختلف شدت میدان الکتریکی در نواحی مورد نظر و همچنین خطوط میدان الکتریکی، انحراف بیشتر حباب از مسیر خود را در شدت میدان بیشتر تایید کرد. افزایش سرعت حباب در ناحیه جدایش در آرایش الکترودی مناسب، می تواند باعث افزایش نرخ انتقال حرارت و جرم در سیستم های دوفازی شود. همچنین آزمایشات نشان داد که زاویه حباب با افق در حین صعود توسط آرایش الکترودی و ویسکوزیته مناسب قابل کنترل می باشد. این پدیده می تواند در کنترل نحوه ترکیب عمودی حباب ها و اختلاط جریان در سیستم های دوفازی بسیار موثر واقع شود. در آزمایشات، علی رغم نیروی هیدرودینامیکی و ناپایداری بالای حباب بزرگ، تغییر شکل حباب نیز در آرایش الکترودی و ویسکوزیته مناسب مشاهده شد. بنابراین با درک بهتر نحوه تغییر پارامترهای مختلف مهم در حرکت حباب می توان با انتخاب آرایش الکترودی مناسب و در صورت امکان با اختلاف ویسکوزیته مورد نظر، رفتار سیستم های دوفازی حبابی را کنترل کرد.

در کار حاضر اثرات ترکیب دو روش غیر فعال بهره گیری از کانال های مینیاتوری و نانوسیال با روش فعال استفاده ازمیدان الکتریکی روی بهبود انتقال گرما بررسی شده است. کانال مینیاتوری از مزیت قطر هیدرولیکی کاهش یافته بهره می گیرد. با کاهش قطر هیدرولیکی، نسبت سطح انتقال گرما به حجم سیال احاطه شده افزایش می یابد در نتیجه میزان انتقال گرما بهبود می یابد. افزودن نانوذرات به سیال پایه سبب بهبود خواص انتقال گرمایی سیال می شود. اعمال میدان الکتریکی یک روش فعال است که با ایجاد جریان های ثانوی سبب تخریب لایه مرزی می شود و میزان انتقال گرما بیشتر می گردد. هندسه استفاده شده یک کانال مربعی به ضلع 5 میلی متر و به طول 50 میلی متر می باشد که از یک وجه گرم می شود. هندسه الکترودها از نوع سیم و صفحه می باشد. نتایج بدست آمده بیانگر آن است که در تمامی ولتاژهای اعمالی، با افزایش عدد رینولدز و بیشتر شدن درصد حجمی نانوذرات میزان انتقال گرما افزایش می یابد. بررسی نتایج نشان می دهد که در درصدهای پایین ولتاژ اعمالی تغییر چندانی در انتقال گرمای سطح مشاهده نمی شود اما بعد از یک ولتاژ بحرانی دمای سطح، افت شدید نشان می دهد. در این ناحیه تزریق یون بر مومنتوم سیال غالب می شود و پیدایش جریان های ثانوی سبب تخریب لایه مرزی می گردد. به ازای درصد حجمی 5/0% نانو ذرات، به هم چسبیدگی شدید ذرات اتفاق افتاد. به دلیل کوچکی حجم کانال های مینیاتوری و حضور میدان الکتریکی و نیز به خاطر خطرات ناشی از اتصال کوتاه مدار الکتریکی، آزمایشات تا درصد حجمی 3/0% انجام پذیرفت. اساس کار حاضر بررسی تجربی است اما به خاطر اشراف بهتر بر مسئله از روش عددی المان محدود برای مقایسه نتایج تجربی و عددی استفاده شده است. با افزایش ولتاژ اعمالی و افزودن درصد حجمی نانوذرات، اختلاف نتایج عددی و تجربی بیشتر می شود. مقایسه نتایج تجربی وعددی نشان می دهد که با افزودن درصد حجمی نانوذرات، حتی در ولتاژهای پایین اختلاف زیادی بین نتایج تجربی و عددی مشاهده می شود.

در کار حاضر روش جدید ترکیبی برای کنترل جریان اطراف استوانه ارائه شده است. در این روش جدید کاربرد همزمان محرک های الکتروهیدرودینامیکی و صفحه جداکننده بررسی شده است که این روش می تواند به طور همزمان لایه مرزی و گردابه های پشت استوانه را تحت تاثیر قرار دهد. برای ایجاد پایه های نظری و تحلیل معادلات حاکم بر جریان در کار حاضر ابتدا به شناسایی پدیده ehd و اثرات آن در حرکت سیال پرداختیم که برای الکترودهای چسبیده به جدار، رفتار الکتروهیدردینامیکی جریان در میکروکانال های الکترواسمزی مورد شبیه سازی قرار گرفت سپس با تعمیم و ساده سازی، معادلات برای جریان حول استوانه با صفحه جداکننده برای عدد رینولدز پایین (40re= ) حل شدند. آزمایشهای تجربی برای شناسایی رفتار هیدرودینامیکی و انتقال حرارت ، نتایج خوبی را از شرایط جریان تحت تاثیر این روش ترکیبی جدید در اعداد رینولدز متوسط (7000و3500re= ) نشان دادند. در مطالعه حاضر با تغییر چیدمان محرک های الکتروهیدرودینامیکی ( شامل تغییر زاویه الکترود سیمی و تغییر فاصله صفحه جداکننده) الگوهای جدیدی از جریان حول استوانه مشاهده می شود که ظهور منطقه گردشی جریان در جلوی استوانه از جمله آنهاست. نتایج به دست آمده نشان می دهند که رفتار هیدردینامیک جریان (ضریب فشار) و انتقال حرارت (عدد نوسل) به شدت متاثر از حضور این منطقه گردشی در الگوی جریان هستند و با کنترل این منطقه گردشی می توان انتقال حرارت را افزایش داد و مشخصه های هیدرودینامیکی را در راستای هدف سیستم تغییر داد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

افزایش آهنگ انتقال گرما از روی سطوح از مسائل مورد توجه مهندسین در زمینه مباحث انرژی به حساب می آید. وقوع بحران انرژی در دهه هفتاد میلادی متخصصان و مهندسین را به دو دیدگاه متوجه کرد. اولین دیدگاه استفاده از انرژی های نو، و تجدید پذیر و دیگری افزایش کارایی دستگاهها به منظور صرفه جویی و مصرف بهینه منابع انرژی موجود بود. یکی از راههایی که می تواند باعث کاهش مصرف انرژی در سیستمهای گرمایی شود، استفاده از تحریک لایه مرزی حرارتی و دینامیکی توسط محرکه ها به منظور افزایش آهنگ انتقال گرما از روی سطوح گرم یا سرد می باشد. در این پایان نامه مطالعه عددی جریان جت چسبیده به جدار ‏‎(wall jet)‎‏ بر روی صفحه تخت گرم در حالتهای بدون حضور محرکه ، با حضور محرک استوانه ای و با حضور محرکه استوانه ای تیغه دار انجام می شود. سرعت خروجی از دهانه فوران ‏‎(jet)‎‏ باندازه ای است که در کل ناحیه فوران ، رژیم مغشوش برقرار بوده و در نتیجه محاسبات توسط مدلی و به کمک کدکامپیوتری ‏‎champion 2/e/fix‎‏ با اعمال اصلاحات لازم در آن صورت گرفته است .

چکیده ندارد.

جریان دو فازی به طور وسیعی در صنایع پتروشیمی ، فرایندهای شیمیایی ، سیستمهای تولید بخار و طراحی راکتورهای هسته ای کاربرد دارد. بر حسب تلفیق فازها، الگوهای متفاوتی حاصل می شود که دانستن این الگوها در طراحی تجهیزات ضروری می باشد. در تحقیق حاضر به بررسی جریان در کانال افقی با مقطع مستطیلی می پردازد و نتایج حاصل را با مطالعات موجود در این زمینه مقایسه می کند. دراین بررسی روشهای مختلف تخمین افت فشار، مورد ارزیابی قرار گرفته اند. براساس مقایسات انجام شده با نتایج تجربی مشاهده شد که تخمین افت فشار دو فاز با استفاده از تعادل نیروها در مجموعه فازها، نسبت به محاسبه آن به وسیله روابط پیشنهادشده برای ضریب اصطکاک فصل مشترک ، نتایج بهتری می دهد.همچنین یک نقشه الگوی جریان که به صورت تجربی بدست آمده است ، ارائه شده و گذار از الگوی مطبق با مطالعات تئوری و تجربی موجود، و نیز با نتایج جریان در داخل لوله مدور مقایسه شده است . مشاهده شد که گذار از الگوی مطبق به شکل هندسی مقطع نیز بستگی دارد. همچنین رابطه تئوری پیشنهاد شده توسط فونادا و جوزف ، انتقال مذکور را به خوبی پیش بینی می کند.

مطالعه حاضر با توجه به اهمیت حفظ انرژی و استفاده بهینه از آن و همچنین جلوگیری از آلودگی بیشتر محیط زیست صورت می گیرد. یکی از راههای معقول بهینه سازی مصرف انرژی افزایش آهنگ انتقال گرما در سیستم هایی است که افزایش نرخ انتقال گرما برای ما مهم و مطلوب است ، به همین منظور استفاده از میدانهای الکتریکی با ولتاژ بالا برای افزایش آهنگ انتقال گرما از روی سطوح یکی از روشهای فعال است ، که موضوع مورد نظر دو کار حاضر می باشد. درگیری میدانهای جریان سیال و جریان گرما و جریانهای الکتریکی با ولتاژ بالا با هدف خنک کاری سطوح تحت جابجایی اجباری مسئله ای است که سبب توام شدن پدیده های انتقال با پدیده های الکتریکی شده و اصطلاحا تحت عنوان : ‏‎electrohydrodynamic(ehd)‎‏ شناخته می شود.

بحث در مورد ارتعاش مجموعه های دینامیکی و تعیین اثرات آن در کارکرد و ایمنی ، یکی از مباحثی است که در بررسی و طراحی مجموعه ها مورد توجه قرار می گیرد. ارتعاشات دراغلب موارد اثرات نامطلوبی داشته و موجب تلفات زیادی می گردد. از جمله سازه هایی که امروز با توجه به کاربرد بسیار وسیع، از نظر ارتعاشات مورد مطالعه و بررسی قرار می گیرند، باله ها و پره ها و در حالت کلی اجسام آیرودینامیک می باشند. باله ها و پره ها در ساختمان توربین ها، کمپرسورها و اکثر وسایل نقلیه در حالتها و انواع مختلف عمدتا به منظور تامین نیروی مناسب بکار گرفته می شوند. عملکرد این سازه ها با توجه به این مورد که اغلب در مجاور شاره ها بوده و تحت تاثیر نیروهای مختلف شاره قرار دارند، از نظر دینامیک شاره ها در بررسی ارتعاشات حایز اهمیت می باشند. این نوع ارتعاشات که تحت اثرات شاره در سازه بوجود می آیند، ارتعاشات القائی نامیده می شوند. در این تحقیق علاوه بر مطالعه ارتعاشات القائی ، سعی شده مدل باله ‏‎naca0015‎‏ به صورت تجربی و تحلیل عددی تحت اثرات شاره از نظر ارتعاشی مورد بررسی قرار گرفته و جزئیات ارتعاشی از جمله فرکانسها و دامنه های القائی سازه از طرف شاره و همچنین فرکانس پرتاب گردابه ها در زاویه های حمله مختلف باله مشخص گردد.

در کار حاضر برخورد یک جت متلاطم تراکم ناپذیر متقارن محوری با یک صفحه نفوذپذیر در حالت سه بعدی بصورت عددی و تجربی بررسی شده است. تجزیه و تحلیل عددی بااستفاده از نرم افزار مربوطه به روش المان محدود و با استفاده از مدلهای توربولانس استاندارد‏‎gir,nke,rng,szl‎‏(مدلهای دو معادله ای ) انجام شده است.توزیع فشار و سرعت با سرعتهای مکش مختلف و سرعتهای خروجی شیپوره مختلف مورد بحث قرار گرفته است. همچنین نتایج عددی وتجربی توزیع فشار روی صفحه نفوذپذیر با یکدیگر مقایسه شده اند تا مبنایی برای سنجش صحت نتایج باشند.طبق نتایج بدست آمده مکش باعث کاهش ضخامت لایه مرزی شده و گرادیان سرعت نزدیک دیواره را افزایش می دهد. همچنین با مقایسه نتایج حاصل ازاعمال مدلهای توربولانس به این نتیجه می رسیم که در شرایط موجود، مدل توربولانس ‏‎rng‎‏ مدل مناسب تری نسبت به بقیه مدلها بوده و میدان متقارن تری پیش بینی میکند.

یکی از عوامل مهم در کاهش بازده و عمر تجهیزات هیدرولیکی ، پدیده کاویتاسیون است که در چند دهه گذشته به شدت مورد توجه محققان بوده است. پدیده کاویتاسیون همان رشد و فروپاشی حبابهای کاویتاسیون در مجاورت مرزهای مختلف تا حدودی بررسی شده است و تحقیقات دراین زمینه ادامه دارد . تحقیقات قبلی نشان داده است که درهنگام رشد و فروپاشی یک حباب کاویتاسیون در کنار یک سطح صلب تحت شرایط خاصی پدیده ‏‎necking‎‏ و به دنبال آن پدیده تقسیم شدن حباب اتفاق می افتد.