نام پژوهشگر: مجید سبز پوشانی

مطالعه اقتصادی و طراحی یک سیستم خورشیدی نمونه برای تولید عرقیات گیاهی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کاشان - دانشکده مهندسی 1390
  سمیه مرادخانی   حسین خراسانی زاده

تولید عرقیات گیاهی از دیرباز در مناطق مختلف ایران انجام میشده است و در حال حاضر در شهرستان هایی مانند کاشان هم به صورت سنتی و هم صنعتی با استفاده از سوخت هایی مانند گازوئیل و گاز طبیعی ادامه دارد. افزایش قیمت سوخت پس از اجرای قانون هدفمندسازی یارانه ها و آلودگی های زیست محیطی از جمله مشکلات این صنعت هستند. از آنجا که بیشتر مناطق ایران از جمله شهرستان کاشان دریافت مناسبی از انرژی خورشید دارند به نظر می رسد استفاده از این انرژی بتواند به از بین رفتن بخشی از مشکلات کمک کند. در این پروژه یک سیستم خورشیدی نمونه تولید عرقیات گیاهی طراحی شده است که مجموع دبی تولیدی آن در ساعات آفتابی روز تقریباً با یکبار استفاده از دیگ های سنتی برابر است. برای استحصال اسانس گیاه باید آب به حالت بخار در آید. در سیستم طراحی شده با استفاده از کلکتورهای لوله خلاء که بازدهی بالایی دارند ابتدا انرژی خورشید برای گرم کردن روغن مورد استفاده قرار می گیرد. روغن داغ با عبور از میان یک مبدل آب را به بخار فوق داغ تبدیل میکند و سپس بخار آب از میان اندام های گیاهی عبور می نماید. در نهایت پس از تقطیر این بخار که اسانس گیاه را همراه خود دارد، عرق گیاه حاصل می شود. یک سیستم پشتیبان برای شب و مواقعی که تابش خورشیدی کافی نیست در نظر گرفته شده است. زمان کار سیستم خورشیدی از ساعت 8 صبح تا 4 بعدازظهر خورشیدی در نظر گرفته شده است و طراحی ها بر اساس شرایط روز پانزدهم اردیبهشت، که در فصل گلاب گیری قرار دارد، انجام شده است. در این روز تمام انرژی مورد نیاز سیستم خورشیدی از ساعت 10 صبح تا 2 بعد از ظهر از خورشید تأمین می شود. یک بررسی ساده بدون در نظر گرفتن اثرات استهلاک، نشان می دهد که هزینه های خرید و استفاده از این سیستم پس از مدت 8 سال از محل صرفه جویی در مصرف سوخت، با فرض قیمت دلار به نرخ دولتی فعلی بازگشت داده می شود.

شبیه سازی و مطالعه جریان هوا در بویلر بازیاب حرارتی در شرایط تخلیه سرد گازهای نسوخته باقیمانده.
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کاشان - دانشکده مهندسی مکانیک 1391
  عیسی علی محمدی   قنبر علی شیخ زاده

چکیده در نیروگاه های سیکل ترکیبی قبل از راه اندازی بویلر بازیاب، بدلیل خورندگی گازهای نسوخته باقیمانده و جلوگیری از افت فشار در راه اندازی مجدد باید بویلر عاری از هرگونه گازهای نسوخته باشد. بدین منظور طبق استاندارد nfpa-85 بویلر باید توسط دود خروجی از توربین گاز با دمای حداقل 56 درجه سانتیگراد زیر دمای خود اشتعالی سوخت به مدت 5 دقیقه تخلیه گردد. اگر آخرین سوخت استفاده شده در توربین گاز، گازوییل باشد، با توجه به اینکه دمای خود اشتعالی گازوییل حدود 200 درجه سانتیگراد می باشد، بنابراین بویلر می بایست با هوای سرد خروجی از توربین گاز تخلیه گردد. در این حالت اگر بویلر قبل از راه اندازی گرم باشد از این رو هوای داخل بویلر نیز در شرایط دمای بالا بوده و ورود جریان هوای سرد از سمت توربین گاز که دانسیته بالاتری دارد فقط از ناحیه پایین بویلر عبور کرده و کیفیت تخلیه مناسب نخواهد بود. در هنگام انجام این عملیات ماکزیمم دما و فشار بویلر بازیاب به ترتیب برابر با250 درجه سانتیگراد و 10 بار مطلق بوده و دبی هوای سرد ورودی نیز برابر با70 کیلوگرم برثانیه و دمای 25 درجه سانتی گراد می باشد. در این پروژه ابتدا معادلات بقاء جرم، مومنتوم و انرژی با مدل تک فاز و شرایط مرزی حاکم بر اجزای مختلف بویلر بازیاب حرارتی در شرایط تخلیه گازهای نسوخته به کمک جریان هوای سرد (که به عمل cold purge مرسوم است) بیان شده است. سپس به منظور دستیابی به شناخت تقریبی از رفتار گذرای بویلر بازیاب حرارتی به شبیه سازی فرآیند مورد نظر به کمک نرم افزار گمبیت و فلوئنت پرداخته شده است. با انجام این شبیه سازی، به مطالعه جریان هوای سرد ورودی به داخل بویلر و تخلیه گازهای نسوخته باقیمانده درون آن پرداخته شده است. با استفاده از نتایج مدل سازی میدان جریان و دما، تاثیر عواملی نظیر تغییرات فشار درون بویلر بازیاب، میزان دبی هوای ورودی و افزایش زمان عملیات بر بهبود کیفیت عمل تخلیه مورد بررسی قرار گرفته است. این بهبود کیفیت بدان معناست که میزان درصد جرمی گازهای نسوخته باقیمانده داخل بویلر پس از اعمال این تغییرات کاهش می یابد و بویلر بازیاب قبل از راه اندازی بطور تقریبی عاری از این گازها می شود. بطوری که اگر بخواهیم میزان گازهای باقیمانده در بویلر به کمتر از 10 درصد کاهش یابد برای جریان هوای سرد با دبی 70 کیلوگرم بر ثانیه به مدت 22 دقیقه و برای دبی-های 100 و 120 کیلوگرم بر ثانیه به ترتیب 15 و 13 دقیقه زمان این عملیات بطول می انجامد. همچنین با کاهش فشار داخل بویلر از 14 بار به 6 بار، به ازای ورود هوای سرد به مدت 5 دقیقه با دبی 70 کیلوگرم بر ثانیه و دمای 25 درجه سانتیگراد تقریباً طولی از بویلر که بطور کامل از گازهای نسوخته تخلیه می شود 10 متر افزایش می یابد. کلمات کلیدی: بویلر بازیاب، تخلیه سرد، گازهای نسوخته، رفتار گذرا

طراحی و ساخت یک اجاق خورشیدی پخت نان با متمرکز کننده و آزمایش آن
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کاشان - دانشکده مهندسی مکانیک 1391
  سعید نظری   حسین خراسانی زاده

استفاده از انرژی خورشیدی در همه زمینه ها، علاوه بر منافع اقتصادی، منافع زیست محیطی زیادی از جمله کاهش گازهای مضر ناشی از سوختن سوخت های فسیلی و گازهای گلخانه ای و کنترل بیابان زایی را به همراه دارد. در ایران با 1950 تا 2200 ساعت آفتابی در طول 280 روز از سال لازم است با یک برنامه منظم استفاده از انرژی خورشیدی فراگیر شود؛ از جمله استفاده از اجاق های خورشیدی در مناطق مختلف شهری، عشایری و روستانشین گسترش یابد. در این تحقیق طراحی و ساخت یک اجاق خورشیدی پخت نان با استفاده از انرژی خورشیدی انجام شده است. از آنجایی که شار تشعشعی خورشیدی حتی بر واحد سطح عمود بر جهت تشعشع در بهترین شرایط حداکثر در حدود w/m2 2000 است، نمی توان با تابش مستقیم خورشیدی بر روی یک صفحه دما و انرژی لازم برای پخت نان را تأمین نمود. بنابراین در طراحی انجام شده از یک مجموعه سهموی شکل با استفاده از چیدمانی از آینه ها برای متمرکز نمودن تشعشع به زیر صفحه پخت استفاده شده است. در مرحله طراحی و با توجه به محاسبات خورشیدی و توان لازم برای پخت نان نازک به قطر حدود 45 سانتیمتر، قطر مجموعه سهموی انعکاسی 130 سانتیمتر و قطر صفحه پخت آلومینیومی 48 سانتیمتر و ضخامت آن 6 میلیمتر در نظر گرفته شد. برای بازتابش یکنواخت تشعشع به زیر صفحه پخت از آینه های شش ضلعی تخت استفاده شده است. با توجه به تغییر مکان خورشید در فصول مختلف سال و همچنین ساعات مختلف روز در آسمان، مکانیزم تنظیم مجموعه انعکاسی از سه درجه آزادی برای تنظیم شمالی-جنوبی (تنظیم فصلی) و شرقی-غربی (تنظیم در طول روز) و امکان حرکت ارتفاعی برخوردار شد. دستگاه برای شرایط تشعشعی شهرستان کاشان طراحی و ساخته شده است و می توان با آن در 8 ماه سال، حداقل در 8 ساعت از هر روز آفتابی و در هر ساعت حدود 12 عدد نان لواش به وزن چانه خمیر 200 گرم پخت نمود. آزمایش های مختلفی با دستگاه در ماه های خرداد، تیر و شهریور 1391 در دانشگاه کاشان انجام شده اند. نتایج اندازه گیری ها صحت محاسبات را تأیید نموده و بازده کلی اجاق خورشیدی پخت نان را 50% نشان دادند.