در این تحقیق، شناخت مسئله از طریق جمع آوری اطلاعات و نقشه های مربوطه برای مدل سازی و تجزیه و تحلیل دما و تنش های حرارتی ایجاد شده در مولد و مستر مولد هنگام ریخته گری و سرد شدن صورت گرفته است. سپس بر اساس اطلاعات بدست آمده مدل سازی مستر مولد و مولدانجام گرفت. پس از تهیه مدل، تجزیه و تحلیل دما و تنش های حرارتی ایجاد شده با استفاده از روش های محاسباتی انجام شده است. نتایج نشان می دهد که توزیع دما، گرادیان حرارتی و تنش های حرارتی ناشی از آن بخوبی برای هندسه مسئله قابل محاسبه بوده و بر اساس نحوه توزیع آن ها می توان احتمال ترک خوردگی و شکست مستر مولد را پیش بینی نمود. نهایتا بر اساس مطالعات انجام شده راه کارهای مناسبی ارائه گردیده است: 1- پیش گرم یکنواخت مستر مولد از بالا و پائین توسط مشعل ضروری می باشد. 2- عمل جدا سازی دسته های مستر مولد مورد تائید می باشد زیرا سبب کاهش گرادیان حرارتی در ناحیه دسته ها شده و دوام آن ها را افزایش میدهد. در ضمن چون دسته ها از حساس ترین قسمت های مستر مولد میباشند حتی در صورت خرابی میتوان آن ها را با هزینه بسیار کمی تعویض نمود. 3- راه کار دیگر قرار دادن یک صفحه مسی نازک بر روی صفحه آندی مستر مولد می باشد. این ورق به هنگام ریخته گری ذوب شده و با جذب حرارت محلی سبب می شود که شوک حرارتی کمتری به مستر مولد واردگردد. لذا سبب افزایش عمر مستر مولد خواهد شد. در ضمن هزینه قابل توجهی ندارد. 4- راه کار آخر بررسی طرح ریخته گری عمودی میباشد. این امر نیز سبب کاهش شوک حرارتی به مستر مولد شده و در نتیجه عمر آن افزایش مییابد. در ضمن استفاده از راه حل های پیشنهادی بصورت همزمان نیز میسر می باشد.

در کار حاضر، مدل سازی ترمودینامیکی کل فرآیند تولید اسید سولفوریک که شامل «مرحله ی تمیزسازی گاز» و «مرحله ی تولید اسید» می باشد در مجتمع مس سرچشمه در حالت پایدار انجام شده است. در این مدل، رفتار تک تک تجهیزات و کل فرآیند تولید در شرایط مختلف پیش بینی شده است به نحوی که پارامترهایی چون دبی، دما و متوسط غلظت so2 گاز ورودی به عنوان متغیرهای ورودی در نظر گرفته شده و با مشخص شدن این متغیرها، سایر پارامترهای مهم سیستم از جمله دمای سیال خروجی از هر تجهیز، میزان خنک کاری در مبدل ها، غلظت ها، میزان اسید تولیدی و غیره مشخص شده است. در مدل انجام گرفته با استفاده از نرم افزارees ، معادلات پیوستگی و انرژی برای هر تجهیز نوشته شده و سپس جهت پیش بینی رفتار آنها در شرایط کارکرد مختلف از روابطی استفاده شده است که با الگو برداری از اطلاعات مندرج در شرایط طرح بدست آمده اند. امکان سنجی فنی جایگزینی برج خنک کن تر مورد استفاده در کارخانه تولید اسید با برج خنک کن خشک با استفاده از مدل انجام گرفته مورد بررسی قرار گرفته است. تفاوت اساسی این دو نوع برج در دمای خنک کاری آنها می باشد به نحوی که با شرایط آب هوایی موجود در منطقه این دما از حداکثرc °21 در برج تر بهc °45 در برج خشک می رسد. بررسی نشان داد که افزایش دمای آب خنک کن تاc °45 باعث افزایش بار خنک کاری در چیلر و دمای گاز خروجی از مرحله ی تمیز سازی گاز می گردد و در دمای بالاتر ازc °32 فرآیند تولید اسید متوقف می گردد. در پایان راهکارهای پیشنهادی جهت رسیدن به هدف جایگزینی برج خنک کن تر با برج خنک کن خشک ارائه گردیده است. در انتها با بهره گیری از مدل انجام شده، متغیرهای دما، غلظت و دبی گاز ورودی در شرایط بهینه ی کارکرد کارخانه به نحوی که اتلاف انرژی و آلودگی محیط زیست به حداقل میزان خود برسد، بدست آمده است.

خردایش یکی از مراحل مهم فرایند فراوری مواد معدنی می باشد و آسیاهای خودشکن(autogenous mills) ونیمه خود شکن(semi-autogenous mills) از متداولترین آسیا هایی هستند که جهت خردایش مواد معدنی استفاده می شوند. بنابراین شناخت سینماتیک محتویات داخل آسیا وعوامل موثر در عملکرد آسیاها جهت افزایش بازدهی وعملکرد آسیا ضروری به نظر می رسد . هدف اصلی از این تحقیق بهینه سازی عملکرد آسیای نیمه خودشکن مجتمع مس سرچشمه و جلوگیری از شکست زود هنگام لاینرها میباشد. در این تحقیق ابتدا جهت ساخت یک مدل آزمایشگاهی، معادلات سینماتیکی و سینتیکی حاکم بر محتویات داخل آسیا بررسی شده وسپس پارامترهای بدون بعد بر اساس معادلات حاکم استخراج شده است .دراین کار همچنین براساس نتایج آزمایشگاهی یک مدل تحلیلی جهت محاسبه توان آسیا و سایش لاینرها ارائه گردیده است. درضمن از حل عددی با روش المان گسسته (dem) جهت محاسبه بعضی از متغیرها استفاده شده و در پایان بر اساس نتایج آزمایشگاهی وحل عددی یک مدل کاربردی جهت بهینه سازی عملکرد آسیای واقعی ارائه گردیده است. نتایج کار حاضر با کارهای قبلی انجام شده در این زمینه مقایسه شده و نتایج حاصل از این تحقیق انطباق خوبی را با سایر نتایج نشان می دهد. لازم به ذکر است در راستای انجام این تحقیق دو دستگاه آزمایشگاهی درمجتمع مس سرچشمه و مرکز تحقیقات jkmrcاسترالیا طراحی و ساخته شده است. دستگاه نیمه خودشکن آزمایشگاهی ساخته شده در مجتمع مس سرچشمه به عنوان یک اختراع به ثبت رسیده است.

تخمین خصوصیت حرارتی مجهول و یا تعیین شرایط مرزی مطلوب، از جمله مسائلی است که به کمک آنالیز معکوس انجام می شود. حل معکوس انتقال حرارت تشعشع-هدایت یکی از این مسائل است که به علت کاربرد وسیع در علوم مهندسی، توجه محققین را به خود جلب کرده است. محیط واسط در اغلب این کاربردها، غیر شفاف است به گونه ای که شدت و جهت پرتوی تشعشعی ورودی به آن، ناشی از جذب و صدور ذرات و نیز پراکندگی تغییر می کند. در این مطالعه به حل معکوس مسأله انتقال حرارت هدایت-تشعشع در یک محفظه دو بعدی با محیط جاذب، صادر کننده و با پراکندگی ایزوتروپیک پرداخته شده است تا به کمک آن ضریب صدور دیواره، ضریب جذب محیط و دمای دیواره تخمین زده شوند. حل مستقیم معادله انتقال حرارت تشعشعی به کمک روش مختصات مجزا، s_4، و روش حجم محدود انجام شده است. معادله انرژی توسط روش حجم محدود گسسته شده است. از یک روش ترکیبی در حل مسأله استفاده شده است. در این روش ترکیبی حل معکوس در دو قسمت انجام شده است. در قسمت اول به کمک روش الگوریتم ژنتیک، جواب ها با دقت قابل قبولی پیدا شده اند. این جواب ها به عنوان حدس اولیه در مرحله دوم بکار گرفته شده اند. در این مرحله با استفاده از روش گرادیان مزدوج یا روش لونبرگ-مارکوارت جواب-های نهایی محاسبه شده اند. دیده می شود این روش علاوه بر زمان حل کم، توانایی بالایی در تخمین پارامترهای مجهول دارد. نتایج دال بر این است که ترکیب روش الگوریتم ژنتیک با روش گرادیان مزدوج نسبت به روش ترکیبی الگوریتم ژنتیک-لونبرگ-مارکوارت سریع تر به جواب می رسد. به منظور بررسی دقت حل، سه نوع مسأله حل شده است. در مسأله نوع اول، ضریب صدور دیواره تابعی با ضرایب مجهول از دمای دیواره بوده و باید تخمین زده شود. در مسأله نوع دوم، ضریب جذب محیط تابع مجهولی از دمای محیط فرض شده است. در مسأله نوع سوم به طور هم زمان دمای دیواره و ضریب صدور دیواره تخمین زده شده اند. اثر خطای محاسباتی بر دقت حل مسأله، مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج حاکی از توانایی بالای روش در تخمین پارامترهای مجهول مسأله است. مشاهده می شود که تخمین ضریب صدور دیواره و ضریب جذب محیط نسبت به دمای دیواره بیشتر به خطای اندازه گیری حساس اند. همچنین این حساسیت در تخمین ضریب جذب بیشتر دیده می شود. با این وجود برخلاف برخی از مطالعات، الگوریتم توانایی مناسبی در تخمین ضریب صدور دارد.

در بسیاری از مسائل مهندسی و کاربردی محیط دارای ضریب شکست متغیر است، مانند گرمایش شیشه، پوششهای محافظ گرمایی، ساخت مواد هدایت کننده موج، انتقال اشعه در اتمسفر، اندازه گیری اپتیکی شعله، کانکتورها، نمایش دهنده های الکتروکرومیک، سنسورها، بوبین مدار ترمزها، باتریها، پنجره های الکترومیک و غیره. تغییر ضریب شکست بدلیل تغیر ساختار یا اثرات گرمایی به دلیل تغییرات مکانی یا زمانی است. بنابراین بازسازی دما و ضریب شکست که نقش مهمی در انتقال تابشی محیطهای ضریب شکست متغیر دارند بسیار مهم و کاربردی است. در تحقیق حاضر، با انجام تحلیل معکوس در یک محیط جذب کننده، ساطع کننده و پخش کننده غیرشفاف با ضریب شکست متغیرتوزیع دما و ضریب شکست بدست آمده است. از آنجا که حل مسئله مستقیم یگ گام اصلی در تمام الگوریتمهای معکوس است، در قسمت اول توجه خاصی به مسئله مستقیم شده است و شکل بقایی و غیر بقایی معادله انتقال تابش در یک محیط با ضریب شکسن متغیر در یک سیستم مختصات متعامد منحنی الخط کلی برای اولین بار ارائه شده است. این فرمولبندی برای یک هندسه یک بعدی ساده شده و به کمک روش طولهای مجزا حل گردیده است در قسمت دوم سه مسئله معکوس حل شده است. اول، تخمین توزیع دما با داشتن شدت تابش خروجی در مرزها.توسط روش شیب توام. بدست آوردن توزیع ضریب شکست توسط روشهای معکوس با اندازه گیری پارامترهای انتقال حرارت تابشی کاملا ایده جدیدی است و تاکنون انجام نشده است. بنابراین در مسئله دوم تقریب همزمان توزیع دما و ضریب شکست خطی با داشتن شدت تابش خروجی در مرزها باترکیب روش شیب توام و یک شبکه جستجو دوبعدی صورت گرفته است. در آخرین مسئله تخمین توزیع ضریب شکست دلخواه توسط یک ترکیب از روشهای شیب توام و روش لونبرگ-مارکوارت انجام شده است. داده های اندازه گیری شده شدت تابش خروجی از مرزها و شار تابشی داخل محیط است

یکی از مسائلی که امروزه در فرآیندهای انتقال حرارت مطرح است، نیاز به انتقال حرارت با شدت بالا در زمان کوتاه است. نانوسیالات گروه جدیدی از سیالات هستند که از پخش ذرات بسیار ریز در ابعاد نانو درون سیال­های انتقال حرارتی متداول نظیر آب، اتیلن گلیکول و روغن موتور بدست می­آیند. از آنجا که این سوسپانسیون­ها پتانسیل زیادی برای افزایش انتقال حرارت از خود نشان می­دهند، در کانون توجه و مطالعه محققان قرار گرفته اند. مطالعه حاضر را می­توان به دو بخش کلی تقسیم کرد. بخش اول به ارائه مدلی برای ضریب هدایت حرارتی موثر نانوسیالات می­پردازد. فرض­های اساسی در گسترش مدل پیشنهادی، وجود لایه­ی بین سطحی در سطح مشترک ذره سیال و هم­چنین توزیع غیر یکنواخت اندازه­ی نانوذرات معلق درون سیال است. مدل ارائه شده در مطالعه حاضر شامل اثرات ضریب هدایت حرارتی نانو ذره، ضریب هدایت حرارتی سیال پایه، اندازه نانو ذرات، درصد حجمی هر جزء، لایه بین سطحی، دما و حرکت برآونی می­باشد. در این مطالعه با فرض وجود لایه بین سطحی، ذرات را بصورت نانو ذرات مرکب در نظر می­گیریم. براساس توزیع فرکتال اندازه ذرات، یک مدل احتمالی برای اندازه نانو ذرات در نظر گرفته شده است. ضریب هدایت حرارتی نانوسیال در این مدل به کمک یک روش عددی- تحلیلی بدست می­آید. نتایج بدست آمده از مدل پیشنهادی با اطلاعات آزمایشگاهی موجود و نتایج سایر مدل­ها مقایسه شده است. بررسی­ها نشان می­دهد که نتایج مدل پیشنهادی تطابق خوبی با داده­های آزمایشگاهی داشته و نتایج مناسب­تری نسبت به سایر مدل­ها ارائه می­کند. نتایج بدست آمده نشان می­دهد که ضریب هدایت حرارتی موثر نانو سیال با افزایش درصد حجمی و کاهش اندازه متوسط نانوذرات افزایش می­یابد. مدل سازی عددی جریان آرام نانوسیال درون لوله با شرط مرزی دمای ثابت دیواره، در بخش دوم انجام شده است. معادلات حاکم با استفاده از روش حجم محدود گسسته شده­است. در این بخش از نتایج حاصل از بخش اول برای ضریب هدایت حرارتی نانوسیال استفاده شده است. به منظور بررسی صحت نتایج بدست آمده، نتایج مدلسازی برای آب خالص، با نتایج تئوری و نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است. نتایج حاکی از این است که ضریب انتقال حرارت جابجایی و عدد ناسلت در جریان نانوسیال با افزایش درصد حجمی نانو ذرات و نیز افزایش عدد رینولدز، افزایش می­یابد. کلمات کلیدی: نانوسیال ، نانوذره، ضریب هدایت حرارتی موثر، کسر حجمی، لایه بین سطحی، بعد فرکتال، ضریب انتقال حرارت جابجایی، عدد ناسلت.

صنعت به عنوان یکی از ترمینال های انرژی با مصرف حدود % 22 انرژی مصرفی کل کشور بخشهای مهم و حوزه های قابل تامل در مورد اجرای طرح های بهینه سازی به شمار میآید. ضمن اینکه محدود شدن روابط تجاری کشور با کشورهای توسعه یافته بواسطه مسائل سیاسی در چند سال اخیر بر عدم به روز شدن تجهیزات و بهرهگیری از تکنولوژی های نوین دامن زده است؛ از این رو بهینهسازی انرژی به یکی از مهمترین مسائلی که در طی سالهای اخیر توجه زیادی را در کشور به خود معطوف نموده، مبدل شده است. یکی از مهمترین صنایع مصرف کننده انرژی الکتریکی در جنوب شرق کشور، مجتمع مس سرچشمه به شمار می رود. اهمیت این صنعت از دو جنبه قابل بررسی است هم از نظر اینکه از بزرگترین مصرف کنندههای انرژی به خصوص انرژی الکتریکی به شمار می رود و هم از نظر سهمی که در اقتصاد منطقه و کشور دارا می باشد، با این نگاه ضرورت پرداختن به بهینه سازی این مجتمع در همه ابعاد بیشتر مشخص می شود یعنی صنعتی که دارای وزن قابل توجه هم در اقتصاد و هم در مصرف انرژی می باشد، بایستی از نظر چگونگی مصرف انرژی مورد پایش قرار بگیرد. از سویی دیگر پالایشگاه الکترولیتی به عنوان یکی از دو حلقه پایانی تولید محصول اصلی این مجتمع با 8 هم از منظر وزن و سهم قابل ملاحظه آن در میزان مصرف انرژی mwh مصرفی حدودا بالغ بر الکتریکی و هم از منظر سهم آن در افزایش ارزش افزوده محصول به شدت مستعد بررسیهای پتانسیلیابی در نحوه مصرف انرژی می باشد. در این پروژه با توجه به طرح موضوع بهینه سازی انرژی در عنوان پروژه، ابتدا به توضیح مفاهیم بهینهسازی و اصول وابسته به آن پرداخته شده است. پس از آن با مشخص کردن چارچوب و قالب حرکت پایان نامه در سرچشمه به شرح مطالعات انجام شده در سه محدوده یعنی سلول های الکترولیز به عنوان عمده ترین بخش مصرف کننده انرژی، سیستم گرمایش الکترولیت و سیستم پمپاژ الکترولیز در مرز پالایشگاه پرداخته می شود. مطالعات درسلول ها به موضوعاتی نظیر توزیع جریان الکتریکی در سلول ها، بررسی مقاومت ها در سلولها نسبت به جریان الکتریکی، ناخالصیها و رفتار آنها در سلول ها، بررسی شاخص های موجود در پالایشگاه های الکترولیتی مختلف در دنیا و ضرورت بهره گیری از این محک ها در عملیات جاری در د پالایشگاه اختصاص یافته است. تلاش شده است که در مطالعه مسائل یاد شده به ریشه یابی مشکلات و ارائه راهکار پرداخته شود. پرداختن به میزان بازدهی بویلرها، میزان کارایی مبدلها، هزینه گذاری بخار تولیدی سه محور مطالعاتی است که در سیستم گرمایش الکترولیت مورد بحث قرار می گیرد و پس از آن، بررسی پتانسیلهای بهینهسازی از دیگر فعالیت هایی است که در این سیستم بدان پرداخته می شود. که به ارزیابی عددی وضعیت کار پمپ ها در مقایسه با وضعیت بهینه p-sat به کارگیری نرم افزار عملکرد پمپ در اسناد طراحی می پردازد، عمده ترین فعالیت در مطالعه سیستم پمپاژ الکترولیت است. در بخش پایانی پروژه به امکان رونق طرح های بهینه سازی در مراکز صنعتی با هدف ترسیم افق آینده طرحهایهای بهینهسازی در مناطق یاد شده پرداخته می شود و مشکلات و موانع موجود در این مسیر شناسایی شده و معرفی می شوند. در ضمیمه نیز به آنالیز هزینه طول عمر به عنوان یکی از ابزار های بستر ساز و موثر در تقویت تفکر مدیریت هزینه در بخش های مختلف برای فراهم کردن محصول پرداخته می شود و برای آشنایی با این موضوع، به طرح مثالی در زمینه روش های مختلف در تعمیر پمپ و چگونگی تاثیر این روش در انتخاب گزینه ای مناسب برای حل مشکل پمپ مذکور اشاره می شود. از این تحلیل به عنوان ابزاری مناسب برای فراهم کردن زمینه تصمیم گیری با وسعت دید بیشتر یاد می شود.

در این تحقیق عملکرد بهینه یک نمونه آزمایشی نیروگاه دودکش خورشیدی واقع در اطراف شهر کرمان بررسی شد. در این نیروگاه، برج طراحی شده دارای ارتفاع 60 متر و قطر 3 متر و شعاع کلکتور نیروگاه 20 متر می باشد. به منظور تحلیل عملکرد نیروگاه دودکش خورشیدی، یک تحلیل یک بعدی جامع شامل مدل های تحلیلی و عددی ارائه شد. این مدل ریاضی ابتدا با مقایسه توان خروجی اندازه گیری شده نیروگاه مانزانارس اسپانیا اعتبارسنجی شد و سپس برای پیش بینی عملکرد نیروگاه کرمان بکاربرده شد. برای این منظور ابتدا تاثیر ابعاد دودکش و شعاع کلکتور بر توان خروجی نیروگاه بررسی شد. سپس برای مشخص کردن ابعاد بهینه نیروگاه از یک روش اقتصادی تخمینی استفاده شد. نتایج نشان داد که برای بهینه سازی نیروگاه کرمان با دودکش موجود (ارتفاع 60 متر)، باید شعاع کلکتور از 20 متر به 42 متر افزایش یابد. این ابعاد بهینه باعث می-شود که توان خروجی این نیروگاه از 420 وات به 1.6 کیلووات افزایش یابد. همچنین اگر ارتفاع دودکش این نیروگاه از 60 متر به 105 متر افزایش یابد، شعاع بهینه کلکتور در این حالت 55 متر خواهد بود وتوان خروجی این پیکربندی به 4.6 کیلووات افزایش خواهد یافت. همچنین با افزایش قطر دودکش از 3 متر به 5 متر، با ساخت دودکشی به ارتفاع 105 متر، شعاع بهینه کلکتور 85 متر خواهد بود و توان خروجی این نیروگاه در حدود 11.6 کیلووات پیش بینی می شود.

در مرحله احیا از گاز طبیعی استفاده می شود بنابراین نحوه اختلاط گاز طبیعی با مس مذاب پارامتری مهم در زمینه مصرف گاز می باشد. واکنش احیا پس از اختلاط گاز طبیعی با مس صورت می گیرد، با توجه به اینکه مس مذاب در فاز مایع و گاز طبیعی در فاز گاز می باشد بنابراین شروع واکنش در فصل مشترک بین گاز و مایع خواهد بود . در حال حاضر با توجه به محاسبات ترمودینامیکی مصرف گاز بیش از حد لازم می باشد بنابراین برای محاسبه بهتر مصرف گاز انجام شبیه سازی جریان گاز طبیعی ضروری به نظر می رسد . در این مطالعه فاصله نازل از سطح ازاد به عنوان متغیر در نظر گرفته می شود و با توجه به میزان کسر حجمی گاز پخش شده در مذاب بهترین حالت از لحاظ اختلاط بدست می آید. در این مطالعه از مدل اویلرین-اویلرین و مدل آشفتگی k-? استفاده شده است

پانل های فتوولتائیک بخش کمی از انرژی خورشیدی جذب شده را به انرژی الکتریکی تبدیل کرده و مابقی آن را به صورت انرژی حرارتی، که باعث بالا رفتن دمای پنل و کاهش راندمان الکتریکی آن می شود، تلف می کنند. سیستم های فتوولتائیک/حرارتی (pv/t) این انرژی حرارتی را احیا کرده و مورد استفاده قرار می دهند. در این تکنولوژی خنک کاری پنل فتوولتائیک و افزایش راندمان با یکدیگر مقارن شده است. استفاده از آب و هوا برای خنک-کاری پانل های فتوولتائیک رایج است.در این تحقیق سیستم فتوولتائیک/حرارتی در حالت جابجایی آزاد و اجباری در حالت اتصال مستقیم فن به پانل فتوولتائیک و اتصال فن به برق شهری برای حالت های با سرپوش شیشه ای و بدون سرپوش شیشه ای مدل سازی شده و نتایج حاصل از مدل سازی، با مقادیر آزمایشگاهی مقایسه شده است. اثرات قرار دادن سرپوش شیشه-ای بر روی پارامترهای مختلف سیستم نیز بررسی شده است. علاوه بر این تأثیر قرار دادن صفحه جاذب میانی وفین، تغییر عمق کانال عبور هوا، تغییر طول کلکتور، توان فن، منحنی مشخصه فن و تعداد فن بر روی مشخصات سیستم، مورد بررسی قرار گرفته است. تأثیر پارامترهای موثر و بهینه سازی بر اساس قانون اول و دوم ترمودینامیک بررسی شده است. در نهایت پارامترهای تأثیرگذار با استفاده از الگوریتم های جستجوگر بهینه سازی شده است.

در این مطالعه، سیستم کلکتور خورشیدی هوایی با یک و دو پوشش شیشه ای در حالتهای جابجایی آزاد و اجباری مدل سازی شده است.این مدل سازی بر اساس حل تحلیلی معادلات تعادل انرژی اجزای مختلف گرمکن بوده است.مقایسه نتایج به دست آمده در کار حاضر با نتایج تجربی محققین دیگر مطابقت خوبی را نشان می دهد.تأثیر قرار دادن صفحه جاذب میانی وفین های طولی به شکل مستطیلی و مثلثی، زبری هایv شکل، تغییر عمق کانال هوا، تغییر طول کلکتور،توان مصرفی فن و منحنی مشخصه آن بر روی مشخصات سیستم، مورد بررسی قرار گرفته است.نتایج نشان می دهند که کلکتور با دو پوشش شیشه ای عملکرد بهتری نسبت به کلکتور با یک پوشش شیشه ای دارد و از دیدگاه قوانین اول و دوم ترمودینامیک ترجیح داده می شود. کلکتور با فین مثلثی بازده انرژی و اگزرژی بیشتری نسبت به کلکتور با فین مستطیلی دارد و کلکتور با زبریv شکل دارای بازده انرژی و اگزرژی بیشتری نسبت به دیگر سیستم ها است. به علت افزایش توان مصرفی فن در عمق های پایین ممکن است بازده اگزرژی با وجود افزایش بازده انرژی منفی شود.

در کوره های آند به علت کم بودن ناخالصیها، اکسیداسیون آنها برای جبران تلفات حرارتی کوره کافی نبوده و نیاز به مشعل برای ثابت نگهداشتن دمای مذاب داخل کوره وجود دارد. بررسی موازنه جرم و حرارت برای بهینه کردن عملکرد کوره و تأثیر پارامترهای مختلف برروی شرایط کاری کوره بسیار مهم می باشد. بر اساس اصل پایستاری جرم و مقادیر متوسط اندازه گیری شده، درصد وزنی مواد ورودی یا خروجی از کوره کاملا مشخص بوده و از روی وزن این اجزای سازنده، می توان مقادیر مورد نظر را اندازه گیری نمود. موازنه حرارتی بر اساس اصل بقای انرژی و موازنه جرمی انجام شده و با استفاده از مشخصات فازها، انرژی حرارتی مشعل، اتلافات حرارتی دیواره و واکنش های انجام شده در طول فرایندها تنظیم می شود. کاربرد این روش به طور گسترده ای در طراحی کوره، محاسبه هدر رفت مواد و انرژی در کوره، مقدار سوخت و انرژی حرارتی لازم برای ثابت نگه داشتن دمای مذاب داخل کوره، مقدار و درصد شارژ مناسب داخل کوره می باشد. در انتها نرم افزاری برای محاسبه موازنه جرم و حرارت در کوره، که تمامی مقادیر ورودی اعم از دما و مواد قابل تغییر و دسترسی باشد تهیه شده و راهکارهایی نیز برای کاهش مصرف سوخت ارائه گردیده است. همچنین در این پژوهش با استفاده از یک مدل عددی سه بعدی، تاثیر دمای مشعل در طول کوره و مقدار انتقال حرارت تشعشعی به سطح مذاب در حالتهای مختلف، از جمله با پیش گرم هوای احتراقی، اکسی فیول مشعل و جایگزینی متان بجای گازوئیل مورد بررسی قرار گرفته است.

کشورایران در بینمدارهای 25 تا 40 درجه عرض شمالی قرار گرفته است. میزان تابش خورشیدی در ایرانبین 1800 تا 2200 کیلووات ساعت بر مترمربع در سال تخمین زده شده است. در ایران به طور متوسط سالیانهبیش از 280 روزآفتابی گزارش شده است کهبسیار قابل توجه است. با توجه به این تعداد روز ساعت آفتابی در کشور آگاهی از پهنه بندی مناسب تشعشع خورشیدی جهت بهره وری مناسب نیاز به رسم نقشه های تشعشع خورشیدی است. در این پایان نامه از داده های ماهیانه 10 ساله موجود 39 ایستگاه سینوپتیک هواشناسی ایران به عنوان داده های ورودی به نرم افزار (matlab)وشبکه عصبی مصنوعی (ann) داده شد.در این مطالعه ازیک مدل چند لایه پیشخور که شامل 7 نورون ورودی در لایه اول به عنوان پارامترهای اولیه مسئله ، یک لایه میانی با 22 نورون و یک لایه خروجی استفاده شده است که پس از اعمال داده های ورودی به شبکه با معماری مورد نظر در لایه خروجی تشعشع خورشیدی پیش بینی شده است. با انتخاب داده های پیش بینی شده از شبکه عصبی به عنوان ورودی برای نرم افزار arcgis نقشه های تشعشع خورشیدی ماهیانه، فصلی و سالیانه برای ایران بدست آمده است.

چکیده: در این پژوهش تأثیر نحوه ی شارژ کردن کوره ی ریورب بر نرخ ذوب بررسی شد. زاویه ی قرار کنسانتره توسط آزمایش بدست آمد. جهت انجام آزمایش از یک مدل با مقیاس یک پنجم استفاده شد. شبیه سازی نرخ ذوب در مقطع عرضی سمت راست کوره انجام گرفته است. انتقال حرارت تابشی در ناحیه گاز به روش انتقال مجزا و انتقال حرارت هدایتی در ناحیه جامد به روش اجزاء محدود حل شده است. برای مدل سازی فرآیند ذوب از روش اختلاف محدود استفاده شده است. منحنی مرز متحرک در هر گام زمانی به کمک روش حداقل مربعات بازسازی شده است. جهت شبیه سازی نرخ ذوب از یک برنامه فرترن استفاده شده است؛ که نرخ ذوب را به خوبی شبیه سازی می کند. شرایط طرح، شرایط پس از تعمیرات اساسی و شرایط کنونی کوره، همچنین نحوه ی شارژ پله ای، رفت و برگشتی و پیوسته در نظر گرفته شد. و نتایج حاصل از شبیه سازی با هم مقایسه شد. نتایج نشان می دهد که افزایش زاویه ی قرار، نرخ ذوب کوره را افزایش می دهد. فاصله گرفتن هندسه کوره از شرایط طرح، به شدت نرخ ذوب را کاهش داده است . نرخ ذوب در شارژرفت و برگشتی و پله ای، تفاوت چندانی با هم ندارد؛ و نحوه ی شارژ پیوسته، می تواند نرخ ذوب را افزایش دهد.

نوسانات و به ویژه سیر صعودی قیمت نفت که کنترل کننده بازار انرژی است باعث بوجود آمدن روند بهینه سازی انرژی و اصلاح فرایندهای صنعتی برای کاهش هزینه های تولید کشور های صنعتی شد. روشهای بسیار کاربردی برای بهینه سازی انرژی در کوره ها وجود دارد که پیش گرم کردن هوای احتراقی بیشتر مورد توجه قرار می گیرد ، همچنین اکسی فیول کردن مشعل ها نیز سبب کاهش مصرف سوخت آنها و توزیع دمای بهتر در نواحی مختلف کوره خواهد شد. کوره ریورب مجتمع مس سرچشمه از قدیمی ترین کوره های تهیه مات است که با انجام اصلاحات هنوز در نقاط مختلف جهان و در ایران کاربرد دارد . دراین کوره ها حرارت لازم برای ذوب کنسانتره و نگهداری دما در محدوده 1300-1150 درجه سانتیگراد با احتراق گازوئیل ، مازوت و گاز طبیعی تأمین می شود. عبور شعله از روی سطح بار باعث می شود که قسمتی از انرژی حرارتی شعله به بار منتقل شود ولی قسمت عمده انرژی لازم برای عمل ذوب از طریق تشعشع انرژی موجود در محصولات احتراق توسط سقف و دیواره های کوره تأمین می گردد. این کوره ها مشکلاتی مثل مصرف زیاد سوخت،آلودگی های زیست محیطی،آهنگ پایین انتقال گرما وعدم یکنواخت بودن گرما را دارند. در این تحقیق با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی با کمک نرم افزار فلوئنت توزیع دما در محفظه احتراق کوره برای حالت کنونی بدست آمده است و در مرحله بعد برای حالت های بهینه شده مصرف یعنی پیشگرمایش هوای احتراقی و افزایش درصد اکسیژن در هوای احتراقی نیز توزیع دما بدست آمده است. می بینیم که برای حالت پیشگرم تا65/50 درصدکاهش مصرف و برای حالت غنی سازی با اکسیژن تا 73/54 درصدکاهش مصرف سوخت داریم.

نرخ پایین انتقال حرارت تابشی در احتراق سوخت گاز طبیعی، سبب کاهش شدید راندمان حرارتی در بویلرها و کوره ها شده و تولیدکنندگان صنعتی را دچار مشکل نموده است. یکی از عوامل موثر بر درخشندگی و تابش شعله، تشکیل و احتراق ذرات جامد دوده می باشد که بیشتر در نواحی پرسوخت و دما بالای محفظه احتراق تولید می شود. با توجه به اثر مطلوب حضور ذرات دوده در داخل شعله در بالا بردن انتقال حرارت تابشی و از طرفی اثر نامطلوب آلایندگی آنها، محققین به دنبال روش هایی هستند که ضمن افزایش ذرات جامد دوده در داخل شعله، با احتراق کامل آنها، از انتشار آنها به محیط زیست جلوگیری نمایند. از جمله این روش ها می توان به پیش گرمایش هوا، پیش گرمایش سوخت و یا ایجاد احتراق ناقص اشاره کرد. در این پژوهش اثر پیش گرمایش سوخت ورودی و ایجاد احتراق ناقص و سپس تزریق هوای مورد نیاز برای احتراق کامل سوخت، بر روی دمای شعله، کسر جرمی دوده تولیدی، میزان افزایش انتقال حرارت تشعشعی و آلاینده no مورد بررسی قرار گرفته است. این اثرات ابتدا با ساخت یک مشعل به صورت آزمایشگاهی و سپس به صورت عددی بررسی شده است. جهت مدل سازی از مدل احتراقی none-premixed به همراه مدل آشفتگی standard k-? استفاده شده است. همچنین با توجه به اهمیت ضریب جذب دوده بر نرخ تابش از مدل wsggm ضریب جذب کلی محصولات احتراق محاسبه گردیده است. همچنین جهت محاسبه تابش از مدل do و برای محاسبه کسر جرمی دوده از مدل ماس-بروکس استفاده شده است. نتایج عددی نشان می دهد که پیش گرمایش سوخت ورودی و ایجاد احتراق ناقص، میزان دوده درون محفظه احتراق را افزایش می دهد. این افزایش میزان دوده موجب افزایش شدت تابش شعله و کاهش دمای بیشینه آن تا 50 درجه سانتی گراد می شود. با توجه به وابستگی شدید تولید اکسیدهای نیتروژن به دما، این کاهش دما سبب کاهش انتشار nox می گردد.

در این پایان نامه اثر مادون سرد کردن سیال خروجی کندانسور سیکل تبرید تراکمی به وسیله چیلر جذبی در یک سیستم تبرید ترکیبی از دیدگاه انرژی و اگزرژی بررسی می شود، بدین منظور معادلات بقای جرم و قوانین اول و دوم ترمودینامیک برای سیستم تبرید ترکیبی مدنظر، مورد استفاده قرار گرفته است. مولد توان، انرژی موردنیاز سیکل تراکمی را تامین می کند و حرارت گازهای خروجی آن در ژنراتور سیکل جذبی مورد استفاده قرار می-گیرد. در سیستم جذبی از دو سیکل لیتیم بروماید-آب و آب-آمونیاک استفاده می شود و در قسمت تراکمی مبردهای r22، r134a، nh3 و همچنین co2 فوق بحرانی به عنوان سیال عامل می باشند. روابط ترمودینامیکی در محیط نرم افزار ees نوشته شده است و تاثیر پارامترهای مختلف بر انرژی مورد نیاز مولد توان، حرارت مصرفی ژنراتور و کار مصرفی کمپرسور، فشار بهینه سیکل فرابحرانی، بازده انرژی و اگزرژی سیستم مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین عملکرد سیستم های تبرید ترکیبی با سیستم تراکمی معمولی مقایسه شده است. در انتها دو ساختار برای سیکل تبرید ترکیبیco2 پیشنهاد شد. نتایج نشان می دهد بازده انرژی و اگزرژی سیستم های تبرید ترکیبی بیشتر از سیستم های تراکمی معمولی است. همچنین چیلر جذبی آب-آمونیاک در مقایسه با چیلر جذبی لیتیم بروماید-آب بازده بالاتری را برای سیستم ترکیبی به همراه دارد و تاثیر استفاده از سرمایش اضافه چیلر جذبی در چیلر ترکیبی co2 بیشتر از دیگر مبردها است. نتایج نشان داد که پیل سوختی اکسید جامد به عنوان یک سیستم تولید توان با راندمان بالا و سازگار با محیط زیست، بالاترینeuf را موجب می شود. در حالت کلی افزایش دمای محیط و کاهش دمای محیط سرد شونده اثر نامطلوب بر بازده کلیه سیستم ها می گذارد.

ایران با دریافت میانگین 2800 ساعت تابش خورشید در سال، بر روی کمربند زرد تابشی خورشید واقع شده است. برای بهره گیری از این منبع بیکران انرژی اطلاعاتی در مورد مقدار دریافت تابش خورشید بر روی سطح زمین مورد نیاز است. برای محاسبه مقدار تابش خورشیدی دریافتی بر روی سطح زمین، باید عوامل تأثیرگذار بر آن را مورد مطالعه قرار داد که عوامل هواشناسی، نجومی و موقعیت جغرافیایی از آن جمله اند. یکی از پارامتر های ثأثیرگذار عوامل نجومی، ثابت خورشیدی است که بستگی به موقعیت جغرافیایی هر منطقه متفاوت می-باشد. در این پژوهش، 7 ثابت خورشیدی، که از سوی محققین و مجامع علمی پیشنهاد و تأیید شده، مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین، از ترکیب پارامترهای مختلف هواشناسی برای برآورد میزان تابش خورشید استفاده می شود تا تأثیرآن ها نیز مورد بررسی قرارگیرد. لازم به ذکر است که در پژوهش حاضر طبقه بندی مناطق مختلف ایران بر اساس طبقه بندی اقلیمی کوپن صورت گرفته شده که ایران را به پنج منطقه اقلیمی تقسیم کرده است. برای تحقق خواسته های فوق در این پژوهش از نرم افزار متلب استفاده می شود که ورودی نرم افزار، پارامترهای هواشناسی و ثابت های خورشیدی مختلف و خروجی های آن، شاخص های آماری می باشد که از آنالیز نتایج می توان دریافت شهرهای کرمان و رامسر با استفاده از ثابت خورشیدی 1353، زاهدان 1367، شیراز 1373 و کرمانشاه 1370 بهترین برآورد تابش خورشیدی را دارند.

در این پایان نامه یک پیل سوختی اکسید جامد صفحه ای 5 کاناله (5 کانال در آند و 5 کانال در کاتد) پشتیبانی شده توسط آند و با سوخت هیدروژن به منظور بررسی اثر پارامترهایی مانند ضریب صدور، دمای کارکرد، دمای محیط، طول پیل سوختی، سرعت ورودی آند، تخلخل لایه های پخش، ضخامت و رسانایی الکترولیت، الگوی جریان سیال در کانال ها و نوع سوخت بر عملکرد آن، شبیه سازی شده است. در این کار از یک نرم افزار و با روش های دینامیک سیالات محاسباتی برای حل معادلات استفاده شده است.

در کار حاضر هدف این است که راهکاری برای محاسبه سایش لاینرهای آسیا در اثر ضربه جریان آبشاری ارائه شود. همزمان با روابط تئوری که برای این منظور ارائه می شود راهکارهای آزمایشگاهی بکار گرفته می شود که بعضی از آنها جهت استخراج ضرایب لازم و بعضی جهت اعتبارسنجی مدل های تئوری و اصلاح آنها استفاده می شود. برای برخی از آزمایش ها، از دستگاه های رایج در این زمینه الگوبرداری می شود (دستگاه پین-دیسک) و در مواردی طرحی ابتکاری طراحی و ساخته می شود ( دستگاه سایش ضربه ای و مکانیزم مانع جریان آبشاری در آسیای آزمایشگاهی). از آسیای آزمایشگاهی موجود در مجتمع مس سرچشمه در موارد متعدد در کار حاضر استفاده می شود. مدل تئوری محاسبه سایش ضربه ای صفحه ناشی از برخورد گلوله، نتایج دستگاه آزمایش سایش ضربه-ای، مدل تئوری محاسبه پروفیل بار در آسیا، ضربات ثبت شده در آسیای آزمایشگاهی و اندازه-گیری سایش نمونه های تعبیه شده در لاینر آسیای آزمایشگاهی، همگی بکار گرفته می شود تا نهایتا به محاسبه سایش ضربه ای لاینر آسیا ناشی از ضربات جریان آبشاری منجر شود.

صفحات فتوولتائیک بخش کمی از انرژی تابش خورشیدی جذب شده را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند و قسمت اعظم آن را به صورت انرژی حرارتی که باعث بالا رفتن دمای پانل ها می شود تلف می کنند. با افزایش دمای پانل های فتوولتائیک ،راندمان این سیستم ها به طور محسوسی کاهش پیدا می کنند و بنابراین برای بهبود عملکرد این سیستم ها و افزایش راندمان پانل ها باید دمای پانل را تا حد امکان کاهش داد.روش های مختلفی جهت کاهش دمای پانل وجود دارد، پاشش آب روی سطح پانل ،خنک کاری به صورت جابجایی اجباری با عبور هوا از زیر سطح پانل، عبور آب از چند کلکتور نصب شده زیر سطح پانل و ... در این تحقیق با نصب چند کلکتور زیر سطح پانل و عبور آب از این کلکتورها خنک کاری پانل ها انجام شده و تاثیر آن را در توان تولیدی پانل، راندمان آنها و توان تولیدی موتور و پمپ خورشیدی به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته شده است. سیستم مورد استفاده شامل سه عدد پانل، مجموعه موتور پمپ،کنترلر که به عنوان دنبال کننده توان ماکزیمم عمل می کنند، کلکتور های نصب شده زیر سطح پانل و سیستم لوله کشی مربوط می باشد. دبی آب که جهت خنک کاری پانل از کلکتور عبور داده می شود از خروجی پمپ گرفته شده و در این طرح بدون هیچ گونه مصرف انرژی مازاد برای عبور آب از کلکتور دمای پانل ها را کاهش داده شده است. نتایج آزمایش نشان می دهد در صورتی که توان نامی آرایه فتوولتائیک در محدوده توان مورد نیاز مجموعه موتور و پمپ باشد، عبور آب از کلکتور نصب شده زیر سطح آرایه باعث افزایش قابل توجه توان تولیدی پانل ها و در نتیجه راندمان سیستم همراه خواهد شد، برای این منظور نقطه کارکرد پمپ، با تغییر هد سیستم، در محدوده توان نامی آرایه فتوولتائیک نگه داشته می شود، بنابراین با آزمایش هدهای مختلف نقطه ماکزیمم راندمان سیستم بدست آمده است. عبور آّب از کلکتور نصب شده زیر سطح پانل در هنگامی که توان نامی آرایه از توان مورد نیاز سیستم بالاتر باشد چندان مناسب نمی باشد و تاثیر قابل توجهی در افزایش راندمان سیستم نخواهد داشت.

در این پژوهش احتراق یک زباله سوز با کیفیت زباله تهران با در نظر گرفتن درصد های هوای اضافی مختلف توسط نرم افزار فلوئنت شبیه سازی شده و راندمان کاهش اکسید نیتروژن خروجی از زباله سوز با بکارگیری روش sncr با استفاده از دو واکنشگر محلول آمونیاک و اوره مورد بررسی قرار گرفته است.

در این پژوهش، کلکتور مشبک حرارتی بدون شیشه مدلسازی شده است. با استفاده از مدل ارائه شده، اثر پارامترهای مهم بر کارایی آن بررسی شده است. بر اساس نتایج بدست آمده، شرایطی را که بتوان از توان مصرفی فن صرف نظر کرد، مشخص شده است و بر همین اساس، یک کلکتور مشبک حرارتی بدون شیشه با قابلیت نصب پانل فتوولتاییک ساخته و آزمایش شده است. همچنین، یک مدل ریاضی برای مدلسازی برای کلکتور مشبک حرارتی با پانل فتوولتاییک ارائه می شود که تطابق خوبی بین نتایج آزمایشگاهی و عددی حاصل شد. یک رابطه نیز برای عدد ناسلت پانل فتوولتاییک و صفحه مشبک با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی بدست آمد. در این رساله، کارایی کلکتورهای مشبک حرارتی با و بدون پانل فتوولتاییک بر اساس بازده قانون اول، بازده حرارتی معادل به صورت تابعی از نسبت انرژی الکتریکی به حرارتی و بازده قانون دوم ارزیابی می شوند و یک سطح تشعشع بحرانی بر اساس اگزرژی مفید کسب شده نیز تعریف می شود. نتایج نشان دادند که اگر فن و دنبال کننده نقطه توان بیشینه مناسب استفاده شود، هیچگونه نگرانی در قبال سطح تشعشع بحرانی نیست. به علاوه نتایج نشان داد که مقدار بهینه یکتایی برای سرعت مکش و درصد پوشش پانل فتوولتاییک وجود ندارد.