با توجه به کاربرد و استفادۀ گستردۀ پلی پروپیلن (پی پی) در زندگی روزانه و قابلیت اشتعالی بالایی که دارد، لزوم مطالعۀ دقیق رفتار احتراقی آن اجتناب ناپذیر است. مواد پلیمری در اثر جذب حرارت تجزیه شده و گازهای قابل احتراقی تولید می کنند که در صورت قرار گرفتن در شرایط مناسب شعله ور می شوند. نتایج پژوهش های متعدد آزمایشگاهی و تئوری نشان داده است که نرخ تجزیۀ حرارتی و یا به عبارت دیگر نرخ تولید گازهای قابل احتراق مهم ترین عامل در فرایند افروزش پلیمرها می باشد. ایمنی مواد در برابر آتش را می توان به قدر کافی با افزایش مقاومت افروزش، کاهش سرعت پیش روی شعله، کاهش نرخ حرات آزاد شده و کاهش تولید گازهای خطرناک و محصولات احتراق و ترجیحاً بکار بستن تمام موارد افزایش داد. استفاده از افزودنی های تأخیرانداز شعله بیشترین روش مشترک برای افزایش ایمنی در برابر آتش در محدودۀ وسیعی از محصولات پلیمری می باشد. به همین دلیل بررسی اثر مواد افزودنی جهت کنترل نرخ تجزیۀ حرارتی پلیمرها به گونه ای که بر روی خواص فیزیکی و قیمت محصول تمام شده حداقل تأثیر را داشته باشد از اهمیت بالایی برخوردار است. کربنات کلسیم مادۀ نسبتاً ارزانی است که در طبیعت به وفور وجود دارد و باعث پایداری حرارتی و تقویت کردن برخی خواص مکانیکی پلی پروپیلن می شود. یکی از کاربردهای مهم فناوری نانو بالا بردن مقاومت پلیمرها در برابر آتش و درنتیجه دیرسوز کردن آن ها می باشد. در این پژوهش اثر ذرات نانو کربنات کلسیم بر روی سرعت پیش روی شعله، نرخ حرارت آزاد شده، مقاومت افروزش و تولید گازهای سمی از قبیل منو اکسید کربن در پلی پروپیلن به دو روش آزمایشگاهی و تئوری انجام شده است. نتایج روش آزمایشگاهی (انجام شده بر روی یک ورق قائم) نشان می دهند که افزایش درصد وزنی ذرات نانو کربنات کلسیم به پلی پروپیلن سرعت پیش روی شعله (حرکت شعله به سمت پایین)، نرخ حرارت آزاد شدۀ بیشینه و منواکسید کزبن تولید شده را کاهش می دهد در حالیکه باعث افزایش مقاومت افروزش می گردد. نتایج روش تئوری نشان می دهند که سرعت پیش روی شعله با عکس ضخامت نمونه، خواص حرارتی ماده، ضریب ریزش ماده و درصد مادۀ افزودنی متناسب است. با مقایسه کردن نتایج تئوری و آزمایشگاهی با یکدیگر ضریب تناسب استخراج شده است.

یکی از مهمترین عیوب قطعات جوشکاری شده که در اثر گرادیان های شدید گرمایی ایجاد می شود، تنش های پسماند می باشد. با توجه به اهمیت بالای این تنش ها در ایجاد ترک های سرد قطعات، محققین متعددی به بررسی و بحث پیرامون این تنش ها پرداخته اند. روش های رایج برای بررسی تنش های پسماند ایجاد شده در اثر جوشکاری عبارتند از روش های تحلیلی، آزمایشگاهی و المان محدود. روش تحلیلی بسیار محدود و تنها در مسائل خاصی کارایی دارد. روش آزمایشگاهی پرهزینه و روش المان محدود مشکل و زمان بر است لذا در این تحقیق روشی تحلیلی برای بررسی تنش های پسماند معرفی شده است که عبارتست از تولید انتروپی بی بعد شده. این روش ضمن سهولت و گستر? استفاد? وسیع، معیاری مناسب از تنش های ماکزیمم قطعات را ارائه می دهد. در این تحقیق روش های مختلف مکانیکی و حرارتی کاهش تنش های پسماند بررسی شده و پارامترهای مختلف موثر مورد بحث قرار گرفته است. در ضمن پارامتری به صورت نسبت بازده انرژی و اگزرژی برای تعیین پارامترهای بهینه معرفی شده است. نتایج نشان می دهد به طور کلی روش های حرارتی کارایی بیشتری نسبت به روش های مکانیکی دارند. ضمناً برای جلوگیری از افت شدید خواص مکانیکی قطعات در روش گرمایش موازی، افزایش فاصل? شعله ها نسبت به یکدیگر و ایجاد تاخر زمانی شعله های گرمایشی نسبت به شعل? جوش پیشنهاد گردیده است. مقدار بهین? این تاخر زمانی فاصل? شعل? جوش از نقط? عطف نمودار توزیع دما نسبت به مکان معرفی شده است.

ترموسیفون،یکلولهگرماییبدونفتیلهمیباشدکهدرآنبرایبازگرداندنسیالعاملازچگالندهبهتبخیرکنندهازنیرویثقلیاستفادهمیشود. دراینپژوهشابتدایکسیستمترموسیفونبستهدوفازیطراحیوسپسساختهشد. پسازآنسهنانوسیالاکسیدآلومینیوم/ آب،اکسیدسیلیسیوم/ آبواکسیدمس/ آببهعنوانسیالعاملدرسیستمترموسیفونمورداستفادهقرارگرفت. هدفازاینامر،بررسیتاٌثیراتپارامترهاینظیرغلظتحجمینانوسیال،نسبتپرشدن،توانورودیبهتبخیرکننده،دبیآبخنککنندهبهچگالندهونوعنانوسیالبرعملکردحرارتیسیستمبود. نتایجحاصلازآزمایشهانشاندادافزودننانوسیالباهرغلظتحجمیموجبافزایشبازدهسیستممیشود. بطوریکهافزودن 2% نانوذرهاکسیدسیلیسیومبهسیالپایهدرنسبتپرشدن 30% موجبافزایش 19 درصدیدربازدهحرارتینسبتبهحالتآبخالصشد. پسازآنمتغیرهایمستقل (غلظتحجمینانوسیال،نسبتپرشدن،توانورودیبهتبخیرکننده،دبیآبخنککنندهبهچگالندهونوعنانوسیال) بهعنوانورودیبرایتربیتیکشبکهعصبیمورداستفادهقرارگرفت. متغیروابستهکهبازدهمیباشدنیز،بهعنوانخروجیدرنظرگرفتهشد. هدفایجادشبکهعصبی پیشبینیبازدهبهازایدادههایورودیبود.مقداربسیارنزدیکبه 1 ضریبرگرسیونخطی(r)نشان میدهدکهتغییراتدادههایحاصلازتخمینشبکهعصبیمیتواندبیشاز 98% تغییراتدادههایتجربیراتوضیحدهد،کهایننتیجه به عنوانمعیاریازمیزانقابلاطمینانبودنشبکهعصبیانتخابشدهاست.

مواد هوشمند به آن دسته از مواد گفته می شود که تحت اعمال پارامترهایی نظیر اختلاف ولتاژ، میدان الکتریکی یا میدان مغناطیسی از خود واکنش ظاهری نشان می دهند. سیالات هوشمند خانواده mr نیز دسته مهمی از این مواد محسوب می گردند که در واقع ترکیبی از روغن مصنوعی، آب یا گلیکول با مقداری ذرات بسیار ریز آهن در حدود ??? 3 تا ??? 10 می باشند. سیالات هوشمند خانواده mr نسبت به میدان مغناطیسی واکنش نشان داده و تغییرات چشمگیری در رفتارشان مشاهده می گردد. این سیالات می توانند در زمانی که تحت تاثیر میدان مغناطیسی قرار می گیرند بصورت برگشت پذیری فوراٌ از حالت مایعی جاری به نیمه جامدی با استحکام و مقاومت قابل کنترل تغییر حالت دهند به نحوی که این ریز آهن ها تحت تاثیر میدان مغناطیسی بصورت زنجیره ای به هم متصل می شوند و در نتیجه در یک راستا قرار گرفته و باعث ایجاد دیوار های سخت و در نهایت افزایش ویسکوزیته سیال می گردند. یکی از اعضای خانواده این سیال هوشمند، fmr ? می باشد با این تفاوت که اندازه ذرات هوشمند در آن بین ?? ? 3 تا ?? 5 بوده و دارای پایداری بهتری نسبت به دیگر سیالات این خانواده می باشد. هدف اصلی در این پایان نامه کاهش نوسانات وارده در سیستم تعلیق خودرو سمند با استفاده از این ویژگی سیال هوشمند و بهبود عملکرد کمک فنر بوده است. در این راستا پس از ساخت آزمایشگاهی سیال هوشمند fmr ، به طراحی و ساخت سه دستگاه برای اندازه گیری تأثیر دما بر روی ویسکوزیته، میدان مغناطیسی بر روی نیروی برشی و در نهایت میدان مغناطیسی بر روی نوسانات وارده بر خودرو پرداخته شد. مهم ترین نتیجه حاصل از این آزمایشات بیانگر این است که در صورت اعمال میدان مغناطیسی بر سیال هوشمند مورد نظر در این پایان نامه، نیروی برشی وارد بر سیال افزایش یافته و 33 کاهش می یابد و میزان نوسانات وارده بر سیستم تعلیق و در نتیجه نوسانات اعمالی بر سرنشینان به میزان میانگین % 55 کاهش یابد

جریان های گردابه ای، کاربرد¬های فراوانی در صنعت داشته و به همین خاطر از اهمیت بالایی برخوردار می¬باشند. تحریک لایه مرزی با استفاده از موانع، از جمله روش های نوین افزایش انتقال حرارت است که تحقیقات گسترده ای پیرامون آنها صورت پذیرفته است. برای تحریک لایه مرزی معمولا از ایجاد مانع یا هر عاملی که به دگرگونی رفتار سیال درون لایه مرزی منجر شود، استفاده می گردد. به عبارت دیگر، تحریک لایه مرزی، باعث تغییر در الگوی جریان درون لایه مرزی و از بین بردن پایداری آن شده و به تبع آن افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی را به همراه خواهد داشت. در نهایت، افزایش ضریب انتقال حرارت باعث کاهش حجم و هزینه کلی سیستم انتقال حرارت خواهد شد. در این پروژه به بررسی اثر مثبت استفاده از گودی ها در صفحات تخت، در بهبود و افزایش انتقال حرارت به صورت آزمایشگاهی و تحلیل عددی پرداخته شده است. جریان سیال، تراکم ناپذیر فرض شده است. گودی ها بر روی سطح، به عنوان گردابه زا (درون گودی، گردابه هایی بوجود می آید) عمل می کنند. بر اثر ایجاد گردابه و برگشتن سیال و چسبیدن مجدد آن به سطح، آشفتگی جریان سیال روی سطح به شدت افزایش یافته که باعث افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی می گردد. همچنین حضور گودی روی سطح، باعث افزایش سطح کلی انتقال حرارت جابجایی، در مقایسه با سطح صاف می گردد. از المان های حرارتی، جهت ایجاد حرارت با شار ثابت، در تونل باد استفاده شده است. با اندازه گیری دمای نقاط روی خط طولی، ضریب انتقال حرارت جابجایی کلی به دست می آید. نتایج آزمایشگاهی به دست آمده، با تحلیل های عددی بدست آمده مقایسه شده و صحت نتایج اعتبار سنجی شده است. تاثیر پارامترهای وابسته به گودی ها (عمق، نوع آرایش و چیدمان گودی ها) و سرعت جریان سیال ورودی، در افزایش ضریب انتقال حرارت مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که با افزایش سرعت جریان سیال ورودی، ضریب انتقال حرارت افزایش می یابد؛ و با افزایش عمق تا مقدار مشخص، ابتدا ضریب انتقال حرارت افزایش یافته و پس از آن، با افزایش بیشتر عمق، این مقدار کاهش یافته است. به عبارت دیگر، برای عمق مقدار بهینه به دست آمده است. همچنین، ضریب انتقال حرارت در نمونه های دارای چیدمان مثلثی، بیشتر از نمونه های مشابه با چیدمان مربعی، می باشد. نتایج، همچنین نشان می دهند که، سرعت جریان ورودی و عمق، به عنوان مهم ترین پارامتر در افزایش انتقال حرارت جابجایی بسیار حائز اهمیت می باشند.

در تحقیق حاضر، جهت مدلسازی جابجایی طبیعی سیالات غیرنیوتنی پیرو قانون توانی و نانوسیالات نیوتنی، از روش شبکه بولتزمن با تابع توزیع دوگانه و تقریب bgk استفاده شده است. این روش به دلیل قابلیت محاسبه نرخ کرنش در خود نقاط شبکه و به صورت محلی، از دقت بالایی در مدلسازی جریان سیالات غیرنیوتنی می باشد. توانایی این روش در موارد بسیاری از مسائل مهندسی مربوط به سیالات غیرنیوتنی، مورد سنجش قرار گرفته است ولی بررسی مراجع حاکی از آن است که از این روش در مدلسازی پدیده های همراه با جابه جایی طبیعی سیالات غیرنیوتنی مورد استفاده قرار نگرفته است. در تحقیق حاضر، برای اولین بار، کارایی روش شبکه بولتزمن در مدلسازی جابجایی طبیعی سیالات غیرنیوتنی پیرو قانون توانی بررسی شده و دقت بالای این روش حاصل شده است. نتایج حاکی از آن است که در رایلی های بالا، نسبت تغییرات عدد ناسلت سیالات غیرنیوتنی بر ناسلت سیال نیوتنی، مستقل از نسبت منظری است. همچنین نشان داده شده است که در سیستم گرمایش از کف، تعداد گردابه های بنارد سیالات غیرنیوتنی، علاوه بر رایلی و پرانتل، تابعی از توان غیرنیوتنی سیالات توانی نیز می باشد. در انتها پس از مدلسازی جابه-جایی طبیعی نانوسیالات نیوتنی و با فرض تک-فازی به روش شبکه بولتزمن، نشان داده شده است که در اثر افزودن نانوذرات مس به سیال پایه آب، عدد ناسلت کاهش می یابد ولی ضریب جابجایی و در نتیجه شارعبوری از سیستم حرارتی با افزایش غلظت حجمی نانو ذرات، افزایش می یابد.

با قرار دادن مانع با ابعاد و فواصل متفاوت در لایه مرزی، اثر چهار عامل نقطه سکون، جت سیال درون لایه مرزی، گردابه ها و جدایش لایه مرزی را در میزان افزایش یا کاهش ضریب انتقال حرارت متوسط صفحه تخت، و همچنین تغییر ضریب اصطکاک متوسط در ناحیه تحریک شده مورد بررسی قرار گرفته است. در این مطالعه برای بررسی جریان خارجی اثر تحریک جریان با موانع مربعی و چهارگوش بهینه سازی شده اند. در فواصل متفاوت درون لایه مرزی، بر روی تغییرات ضریب اصطکاک و سپس انتقال حرارت به صورت آزمایشگاهی بررسی شده است. جهت انجام آزمایشات از تونل باد به ابعاد 30×30×200 سانتیمتر و المنتهای حرارتی جهت ایجاد حرارت با شار ثابت استفاده شده است. نتایج نشان می دهند هر دو مانع اثر مطلوبی بر تغییر ضرایب انتقال حرارت واصطکاک در ناحیه تحریک دارند. با افزایش فاصله موانع از 0 تا 6 میلیمتر از صفحه، میزان ضریب انتقال حرارت متوسط تا فاصله 2میلیمتر افزایش یافته و همزمان ضریب اصطکاک کاهش می یابد، و پس از آن ضریب انتقال حرارت رو به کاهش و همزمان ضریب اصطکاک افزایش را، تجربه می کند. مانع چهارگوش بهینه شده در شرایط مشابه اثر بهتری نسبت به مانع مربعی بر افزایش ضریب انتقال حرارت و کاهش ضریب اصطکاک دارد. در جریانهای داخلی مغشوش برای بررسی اثر تحریک از یک مبدل دو لوله در آزمایشگاه استفاده شده است. از موانع مارپیچ و حلقه برای تحریک جریان داخلی در داخل لوله در مبدل استفاده گردید. نتایج نشان می دهد که مانع مارپیچ با در نظر گرفتن همزمان تبادل حرارت و ضریب اصطکاک بر مانع حلقه برتری دارد. همچنین از موانع مخروط، دیسک، رینگ تخت ضخیم و نازک برای تحریک جریان در سمت هوا استفاده شده است. تحقیقات نشان داد که مانع رینگ تخت نازک، بهترین اثر تحریک را در مقایسه با سایر موانع دارد. در نهایت راندمان تحریک موانع مارپیچ، حلقه و رینگ تخت نازک با یکدیگر مقایسه شده اند.

در مکان هایی که آب کافی برای برج خنک کننده مرطوب وجود ندارد از این نوع برج استفاده می شود. عملکرد برج های خنک کن خشک به شدت تحت تأثیر شرایط محیط بویژه سرعت باد قرار می گیرند. مطالعه حاضر به بررسی یک حل عددی سه بعدی برای عملکرد حرارتی چند برج در چیدمان های مختلف در حالت های سه و چهار برجی تحت شرایط وزش باد و انتخاب مناسب ترین چیدمان در هر حالت و در نهایت استفاده از باد شکن در چیدمان های منتخب پرداخته است. همچنین در این تحقیق به بررسی تاثیر دمای محیط در عملکرد برج اشاره شده است. نتایج نشان می دهد هنگامی که سه برج همراستا در معرض وزش باد هم جهت با امتداد شان قرار بگیرند عملکرد بهتری نسبت به همان برج ها به صورت تکی از خود نشان می دهند، زیرا هر یک از برج ها در ویک برج دیگری قرار گرفته و برج های جلویی نقش بادشکن را برای برج های پشتی ایفا می کنند.

با توجه به الزام جدی صنایع داروسازی فعال در کشور به ارتقاء شرایط تولید خصوصا" در سیستم hvacبه عنوان اصلی ترین رکن این صنعت، موضوع این تحقیق مشتمل بر انجام شبیه سازی عددی جریان هوا با پارامترهای تحت کنترل در شرایط و فضای تولید در صنعت داروسازی ( اتاق تمیز/clean room) به لحاظ قابلیت کاربرد وپیاده سازی دراین صنعت حایزاهمیت می باشد . هدف از اجرای این تحقیق طراحی دریچه های ورودی و خروجی جریان هوای اتاق تمیز در صنعت داروسازی به لحاظ تعداد دریچه ها ، نوع چیدمان آنها و همچنین موقعیت نصب آنها نسبت به تجهیزات و ماشین آلات مستقر در اتاق تمیز، و ابعاد و ارتفاع اتاق تمیز، به روش شبیه سازی عددی جریان هوا وازطریق استخراج کانتورهای سرعت وتوزیع سرعت تا حصول بهترین نتیجه ممکن بطوریکه هم در نقاط حساس، مناسبترین سرعت وجود داشته باشد و هم اینکه درکل اتاق توزیع سرعت یکنواخت و یکدستی بدست آید.