ارائه یک مدل مفهومی دیفرانسیلی به منظور شبیه سازی عملکرد حرارتی و بهینه سازی موتور استرلینگ
پایان نامه
- وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده مهندسی مکانیک
- نویسنده مجتبی باباالهی
- استاد راهنما حسین صیادی
- سال انتشار 1393
چکیده
در متن حاضر، مدلی جدید و جامع جهت تحلیل ترمودینامیکی موتور استرلینگ با احتساب تمامی اثرات افت، ارائه می گردد. مدل هایی که تاکنون برای پیش بینی عملکرد موتور استرلینگ ارائه شده اند، همراه با ساده سازی هایی در محاسبات افت فشار و انتقال حرارت می باشند و اثرات افت های مختلف موجود در موتور را مورد ارزیابی قرار نمی دهند. لذا همواره نیاز به مدل جدیدی که تمامی اثرات اتلاف را در نظر گیرد؛ همواره وجود داشته است. در مدل ارائه شده در این تحقیق، فرایند ترمودینامیکی انجام شده در موتور برای نخستین بار به صورت پلی تروپیک در نظر گرفته و معادلات انرژی به صورت دیفرانسیلی برای محفظه ها نوشته شده و سپس ضریب پلی تروپیک مناسب انتخاب می شود. به منظور ارزیابی دقیق از اثرات افت موجود در موتور، اثرات مختلف اتلاف نظیر افت های حرارتی مبدل های گرم کن، خنک کن و بازیاب، اثرات افت حرارتی شاتل، اثرات افت فشار در مبدل های گرم کن، خنک کن و بازیاب، اثرات افت فشار ناشی از سرعت پیستون (اثر ترمودینامیک سرعت محدود)، اثر افت اصطکاکی سیلندر-پیستون و اثرات نشت جریان به صورت مفصل مورد بررسی قرار گرفته است و به مدل دیفرانسیلی اعمال شده است. همچنین توزیع دما به صورت غیر خطی در مبدل های گرم کن، خنک کن و بازیاب در نظر گرفته شده-است. سپس با استفاده از آنالیز ابعادی، اعداد بدون بعد موثر در موتور استرلینگ معرفی شده است. پس از آنالیز ابعادی و تهیه اعداد بدون بعد مناسب، از ابزار برنامه ریزی ژنتیک، روابط تحلیلی مناسب به منظور ارزیابی ضرایب پلی تروپیک در محفظه های کاری، توان و راندمان خروجی موتور استرلینگ بر مبنای اعداد بدون بعد مناسب ارائه شده است. به منظور ارزیابی مدل مورد نظر، از داده های آزمایشگاهی مربوط به موتور gpu3 استفاده شد. مقایسه نتایج حاصله از مدل ارائه شده در این تحقیق با نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد، مدل حاضر در مقایسه با سایر روش ها و تحقیقات، مطابقت بسیار بهتری با نتایج آزمایشگاهی دارد. به طوریکه مدل جدید در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی توان خروجی را با خطایی به میزان 0/9 درصد و راندمان را با خطایی به میزان 3/14 درصد را پیش بینی می نماید. همچنین بررسی اثرات افت نشان می دهد بالاترین اثر افت در موتور استرلینگ مربوط به افت فشار در بازیاب می باشد. در پایان این تحقیق با بهره گیری از نتایج حاصله از مدل عددی، و به کمک برنامه ریزی ژنتیک روابط تحلیلی مناسبی برای پیش بینی توان و راندمان ارائه شده است که ابزار مناسبی برای بررسی رفتار موتور استرلینگ بدون نیاز به محاسبات عددی می باشد.
منابع مشابه
شبیه سازی عددی و آنالیز افتهای حرارتی و هیدرولیکی در موتور استرلینگ نوع بتا بابازیاب متحرک
هدف از این تحقیق، توسعه یک مدل مناسب ترمودینامیکی برای موتور استرلینگ نوع بتا، با تغییر در شکل بازیاب حرارتی است. در موتور های استرلینگ متعارف مدل بتا، جابجا کننده و پیستون توان در یک سیلندر قرار دارند و سیال عامل بین محفظه های انبساط و تراکم، از مسیر کنارگذر سیلندر اصلی، عبور می کند. در تحقیق حاضر شکل جدیدی از بازیاب حرارتی برای موتور استرلینگ مدل بتا پیشنهاد شده است. در شکل جدید، لایه های همگ...
متن کاملارائه یک مدل تلفیقی از الگوریتم های شبیه سازی تبرید و الگوریتم ژنتیک برای بهینه سازی فرایند تولید خوراک دام
تحقیق حاضر به تعیین ترکیب بهینه عوامل موثر در تولید خوراک دام پرداخته است. خوراک دام ارتباط کاملا مستقیمی با سلامت دام دارد. با توجه به اینکه در این تحقیق از اطلاعات مسئله ای واقعی استفاده شده است نتایج آن می تواند قابل ملاحظه باشد. متدولوژی سطح پاسخ و فرایند طراحی آزمایشات به کمک هم می توانند بطور موثر در مدل سازی و بهبود سیستم تولید خوراک دام که بیش از یک عامل تاثیر گذار دارد به کار روند. بعد...
متن کاملشبیه سازی عددی و آنالیز افتهای حرارتی و هیدرولیکی در موتور استرلینگ نوع بتا بابازیاب متحرک
هدف از این تحقیق، توسعه یک مدل مناسب ترمودینامیکی برای موتور استرلینگ نوع بتا، با تغییر در شکل بازیاب حرارتی است. در موتور های استرلینگ متعارف مدل بتا، جابجا کننده و پیستون توان در یک سیلندر قرار دارند و سیال عامل بین محفظه های انبساط و تراکم، از مسیر کنارگذر سیلندر اصلی، عبور می کند. در تحقیق حاضر شکل جدیدی از بازیاب حرارتی برای موتور استرلینگ مدل بتا پیشنهاد شده است. در شکل جدید، لایه های همگ...
متن کاملشبیه سازی و مدلسازی انرژنیک به منظور بهینه سازی مصرف انرژی در صنعت لاستیک
ارتباط تنگاتنگ انرژی و توسعه اقتصادی و اجتماعی و انتظاری که از افزایش قیمت انرژی در آینده به دلیل محدود بودن منابع انرژی فسیلی وجود دارد، توجه به امر استفاده منطقی از انرژی در زیربخش های اقتصادی و اجتماعی کشور را ضروری می سازد. صنایع لاستیک سازی نیز با متوسط مصرف انرژی حدود 1012*4/1 کیلوکالری در سال های 81 و 82 به عنوان یکی از صنایع انرژی بر در این زمره قرار می گیرد.در این تحقیق با هدف بهینه سا...
متن کاملبهینه سازی حمل و نقل مواد غله بر اساس یک مدل شبیه سازی در بندر شهیدرجایی
با در نظرگیری افزایش روز افزون تقاضا برای فعالیتهای عملیاتی در بنادر، مدیران بنادر با چالش استفاده بهینهاز تجهیزات و تسهیلات بندری رو به رو میباشند. یکی از این چالشها جلوگیری از ماندگاری زیاد کشتیهادر بنادر م باشد. بدین منظور در این مطالعه به بررسی ایجاد انبار موقت در بندر خدماتی شهید رجایی برایبارگیری غلات به کشتی با استفاده از یک مدل شبیه سازی بر پایه تئوری صف خواهیم پرداخت. در این راستا،برخی...
متن کاملشبیه سازی عددی دو رادیاتور تخت گرمایشی مستقر در کف یک اتاق به منظور ارزیابی عملکرد حرارتی آن ها
کار حاضر گزارشی از شبیهسازی عددی انتقال حرارت جابجایی طبیعی در یک اتاق با گرمایش موضعی از کف و سرمایش متقارن از طرفین است. این آنالیز به منظور بررسی انتقال حرارت صورت گرفته از دو رادیاتور تخت در کف یک اتاق مربعی شکل انجام شدهاست. میدان جریان و دما از شبیهسازی عددی معادلات بقاء جرم، اندازه حرکت و انرژی در حالت جریان آرام، پایدار و دو بعدی به روش حجم محدود بهدست آمدهاند. درحالی که مقدار انر...
متن کاملمنابع من
با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید
ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده{@ msg_add @}
نوع سند: پایان نامه
وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده مهندسی مکانیک
میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com
copyright © 2015-2023