شکست ناشی از خستگی لوله های حفاری ، یکی از مشکلات پر هزینه در صنعت نفت و گاز می باشد.پیش از این بسیاری از پژوهشگران این مشکل را مورد توجه قرار داده اند ، لکن وقوع پیاپی این پدیده هنوز گسترده و مشکل ساز می باشد. در این پژوهش ابتدا به بررسی شکست ناشی از خستگی در کل مجموعه رشته حفاری پرداخته شده ، سپس پارامترهای موثر بر آن در رشته حفاری مشخص گردیده است .با شناخت نقاط بحرانی رشته حفاری از لحاظ شکست خستگی هدف گذاری بر روی تحلیل نقاط بحرانی – که همان مجموعه ته چاهی حفاری می باشد – انجام شده است . تحلیل خستگی از دیدگاه بررسی توزیع تنش ، پدیده کمانش و تخمین طول عمر مباحثی است که بصورت عددی برای یک چاه مطالعه شده است. انجام تحلیل خستگی بر روی دندانه های دو نمونه از اتصالات حفاری از مهمترین بخشهای کار بوده که مقایسه آن با استانداردها ، نتایج سودمندی ارایه داده است. . ارایه سه راهکار برای کاهش عامل خستگی و تمرکز تنش و بهبود دندانه های اتصال لوله های حفاری از بخشهای مهم این پژوهش می باشد.. نتایج این پژوهش می تواند در جهت کاهش مخاطره شکست ناشی از خستگی در طراحی های مجموعه ته چاهی بسیار سودمند باشد.

در این تحقیق ابتدا به انتخاب چرخه¬ی بهینه¬ی برایتون معکوس با توجه به ضریب عملکرد، میزان تلفات و راندمان اگزرژی پرداخته شده است. همچنین تأثیر تغییرات دما و فشار در نقاط بعد از کمپرسور و اکسپاندر، با در نظر گرفتن حداقل اختلاف دما در مبدل¬های پس ازآن ها در کمینه کردنِ توان خالص مصرفی بررسی شده است. با مقایسه ی آرایش¬های ساده و بهبودیافته¬ی چرخه¬ی سرمازا، چرخه¬ی بهبودیافته با تراکم دومرحله ای و بدون جدایش جریان، بهترین عملکرد را در محدوده ی دمایی 50 تا 70 کلوین از خود نشان داد. سپس میزان حساسیت ضریب عملکرد چرخه نسبت به تغییرِ برخی پارامترها از قبیل دمای جریان ورودی به جعبه¬سرد، فشار میانی، افت فشار و اختلاف دمای محدود در مبدل¬های حرارتی بررسی شد. با کاهش اختلاف دمای محدود در مبدل¬های حرارتی، دمای ورودی به جعبه¬سرد افزایش و توان مصرفی کاهش یافت که این امر نشان دهنده ی تأثیر قابل توجه این پارامتر در عملکرد چرخه¬ی برایتون معکوس می¬باشد. با افزایش تعداد مراحل تراکم، تلفات اگزرژی در خنک کننده های بعد از کمپرسورها کاهش و درنتیجه ضریب عملکرد چرخه افزایش یافت. اُفت فشار در مبدل¬های حرارتی، موجب افزایش تلفات اگزرژی در این تجهیزات و درنتیجه افزایش توان مصرفی در چرخه¬ی کرایوژنیکی موردبررسی می¬شود. بدیهی است تعداد مبدل¬ها و مقدار اُفت فشار در هریک از آن ها، بیان کننده ی میزان تأثیر این پارامتر در عملکرد چرخه¬ی کرایوژنیکی می باشند. در بخش دیگر نمودارهای ترکیبی با تکیه بر تئوریِ پینچ رسم و اثر دوبخشی نمودنِ مبدل بازیاب میانی بررسی گردید. در انتها با انجام آنالیز حساسیت، عدم قطعیت در پارامترِ توان مصرفیِ چرخه¬ی سرمازا نسبت به مقدار اغتشاش در نظر گرفته شده برای پارامترهای مختلفِ چرخه تعیین شد. توان مصرفی چرخه¬ی سرمازا، نسبت به متغیرهای راندمان آدیاباتیکِ کمپرسور و فشار حداکثری مبرد در مقابله با متغیرهای دما، دبی و فشار نیتروژن ورودی و خروجی و همچنین دمای مبرد خروجی از خنککن، حساستر میباشد.

مطالعه ی موج شوک یک فن شناخته شده برای شناخت رفتار مواد تحت شرایط بحرانی است. اندازه گیری تجربی به دلیل اینکه تغییرات بزرگی در فشار (صد گیگا پاسکال) و دما (هزار کلوین) در زمان کوتاهی (نانو ثانیه) اتفاق می-افتد با ابزارهای اندازه گیری حاضر، کاری بسیار مشکل است. بنابراین سعی می شود از روش های جایگزین در این زمینه استفاده شود. امروزه روش های عددی در کنار روش های تحلیلی و تجربی کمک زیادی به حل مسایل و شناخت پدیده های فیزیکی می نماید. در این میان، شبیه سازی دینامیک مولکولی به عنوان روش جایگزینی جهت به دست آوردن اطلاعات در راستای توسعه و بهبود بخشیدن مدل های ماکروسکوپی مواد منفجره به کار گرفته می-شود. در این تحقیق انتشار موج شوک در جامدات به روش دینامیک مولکولی شبیه سازی و از این طریق به تأثیر حفره ها در انتشار موج شوک پرداخته شده است. مورد مطالعه در این تحقیق جامد ساده آرگون است که با پتانسیل اتمی باکینگهام مدل سازی شده است. با حرکت دادن ناگهانی بخشی از جامد که نقش پیستون را ایفا می کند در نمونه موج شوک ایجاد گردید. با اندازه گیری سرعت موج شوک برای سرعت های مختلف پیستون، نشان داد شد که نتایج شبیه سازی تطبیق خوبی با نتایج تجربی و منحنی هوگونیت دارند. کمیت هایی از جمله دما، فشار و چگالی در قبل و بعد از عبور شوک اندازه گیری شد که نتایج بیانگر افزایش قابل توجه این کمیت های ترمودینامیکی در هنگام عبور موج شوک بودند. همچنین به منظور بررسی میزان تأثیر کرنش اولیه در انتشار موج شوک، نمونه مورد نظر ابتدا تحت میزان کرنش اولیه مشخصی قرار گرفت سپس موج شوک در آن ایجاد شد. نتایج بدست آمده نشان دهنده افزایش میزان فشار به میزان حداکثر ?% در یک نمونه دارای کرنش اولیه به میزان ???% نسبت به نمونه بدون کرنش بودند. همچنین در این تحقیق به منظور بررسی تأثیر نانو حفره ها در جسم، حفره هایی در ابعاد نانو در دو شکل کروی و بیضوی در جسم ایجاد گردید. وجود این حفره باعث می گردند دما هنگام عبور شوک میزان بیشتری افزایش پیدا کند که می تواند سبب وقوع نقاط داغی در جسم گردد. در این تحقیق نشان داده شد که وجود نانو حفره ها می تواند منجر به کاهش سرعت پیستون برای ایجاد موج شوک گردد.

در این پایان نامه با توجه به آنالیز اگزرژی و انرژی به بررسی سیستم ترکیبی تبرید جذبی و اجکتور پرداخته شد. با توجه به سیال کار لیتیوم بروماید، چیلر جذبی در نرم افزار ees طراحی و سپس جهت اعتبار سنجی سیکل co2 به همراه اجکتور به آن اضافه شد. استفاده از سیکل ترکیبی تبرید و اجکتور در دو حالت استفاده از چیلر جذبی تک اثره و دو اثره میزان ضریب عملکرد را افزایش می دهد. در آنالیز اگزرژی بر روی اجزاء سیکل همچنین بهترین چیدمان سیکل تک اثره و دو اثره بر اساس قانون اول و دوم ترمودینامیک مشخص گردید. استفاده از دو اجکتور در سیکل تبرید تک اثره ضریب عملکرد را از 0.72 به 1.13 و در سیکل تبرید دو اثره در بهترین سناریو از 1.3 به 1.88 افزایش داد.

در دهه¬های اخیر مسئله¬ انرژی و تأمین آن اهمیت بیش از پیش یافته است. افزایش روزافزون توجه به گاز طبیعی به عنوان یک منبع مهم انرژی را در همین راستا می¬توان قلمداد کرد. گاز طبیعی یکی از پاک ترین سوخت¬های فسیلی می¬باشد که تقاضا برای جایگزینی سایر سوخت¬های فسیلی با آن رو به افزایش است. ایران نیز با توجه به قرار داشتن در رتبه دوم دنیا از لحاظ دارا بودن منابع گاز طبیعی، همواره در پی آن بوده است که این سوخت را به عنوان حامل اصلی انرژی بخش خانگی و نیروگاهی مطرح نماید.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬ با این وجود، بررسی¬های اخیر شاخص¬های توسعه گاز نشان می¬دهد که سرعت توسعه در شبکه¬های فرعی گاز فراتر از سرعت توسعه طرح¬های توسعه تولید (شامل میادین گازی و پالایشگاه¬های گاز) و طرح¬های توسعه انتقال (خطوط لوله سراسری) بوده است، بدین معنا که مصرف گاز بیشتر از تولید آن رشد کرده است. این موضوع باعث شده که تأمین گاز در فصول سرد با مشکل روبرو شود به طوری که با دادن اولویت به تأمین گاز بخش خانگی، تأمین کمبود گاز سایر بخش¬های مصرف نظیر نیروگاه ها و برخی از صنایع انرژی¬بر با مشکلات عدیده ای مواجه می گردد. یکی از روش های مقابله با این موضوع(کمبود گاز طبیعی)، مایع سازی و ذخیره سازی گاز طبیعی مازاد در فصول گرم سال با استفاده از واحدهای مایع سازی(قله سایی) است. در این تحقیق دو فرایند اکسپاندری-نیتروژنی و مبرد چندجزیی ساده که ازجمله فرایندهای مطرح مایع سازی گاز طبیعی در حوزه قله سایی می باشند، مورد ارزیابی قرارگرفته اند. تغییرات شرایط محیطی و عملیاتی (نظیر تغییرات دبی، فشار، دما و ترکیب گاز خوراک ورودی) از جمله مشکلاتی است که واحدهای قله سایی به طور دائم با آن مواجه خواهند شد؛ درنتیجه، حساسیت کم به تغییر شرایط احتمالی (اغتشاشات ورودی)، یکی از ملاک های مهم در انتخاب فرایند مناسب جهت واحدهای قله سایی محسوب می شود. در این تحقیق به منظور بررسی حساسیت فرایندها نسبت به تغییرات، از روش آنالیز حساسیت بی بعد استفاده شده است. آنالیز حساسیت، ابزاری مناسب جهت شناسایی پارامترهای کلیدی یک سیستم می¬باشد که بامطالعه نتایج آنالیز آن می¬توان پارامترهای حساس سیستم را شناسایی نمود. در این تحقیق، حساسیت توان مصرفی و عملکردی دو فرایند فوق الذکر نسبت به تغییر پارامترهایی نظیر فشار مکش و تخلیه مبرد، فشار، دما و دبی گاز خوراک ورودی، دمای قبل از منبسط کننده، دمای بعد از خنک کننده ها و درصد اجزای تشکیل دهنده مبرد و گاز خوراک مطالعه شده است. نتایج نشان دهنده این موضوع است که عدم قطعیت در توان مصرفی برای دو فرایند مبرد چندجزیی و اکسپاندری- نیتروژنی به ترتیب برابر %9/3 و %9/1 می باشد؛ این مقادیر در کنار سایر نتایج استخراج شده نشان دهنده حساسیت بیشتر فرایند مبرد چندجزیی در مقایسه با فرایند اکسپاندری است.‬ لازم به ذکر است که هرقدر عدم قطعیت در پاسخ یک مدل نسبت به اغتشاشات وارده به آن بیشتر باشد، به¬تبع آن، سطح دقت تجهیزات موردنیاز جهت اندازه-گیری مقادیر متغیرهای ورودی به مدل، افزایش می¬یابد. اغتشاش اعمالی، علاوه بر تأثیرگذاری برتوان مصرفی، در مواقعی اختلال در عملکرد کلی فرایند را نیز در پی داشته و موجب بروز مشکلاتی نظیر تداخل دمایی در مبدل¬های حرارتی و یا ورود مایع به کمپرسور می¬گردد که خسارات جبران ناپذیری را در پی دارد.

در این پژوهش سعی شده جریان در حفره بینی انسان تحلیل شود. به این منظور از عکسهای سی تی اسکن یک مرد 25 ساله با قد 175 سانتی متر و وزن 75 کیلوگرم ساکن منطقه گرمسیری ایران دارای انحراف در تیغه بینی استفاده شده است و خطوط جریان در طول حفره بینی و انتقال حرارت آن با دیواره با شرایط دما و سرعت متفاوت برای هوای ورودی خشک و دمای دیواره ثابت 34 درجه سانتی گراد بررسی و نتایج در قالب نمودارها و اشکال مختلف ارائه گردیده است. بررسی ها اثر متقابل شار حرارتی و توزیع دما را نسبت به دمای ورودی نشان می دهد. همچنین در این پژوهش در ارتباط با گردبادهایی که در حفره بینی اتفاق می افتند و تاثیر آنها در انتقال حرارت بینی بحث شده است. در زمینه تصفیه هوای وردی به بینی، چگونگی به دام افتادن ذرات در حفره بینی در اثر پدیده ای موسوم به رسوب کردن گردبادی مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا مروری اجمالی بر نرم افزار و دینامیک سیالات محاسباتی داشته و پس از حل جریان توسط معادلات مربوطه نتایج بیان شده است. لازم به ذکر است که برای یافتن نیروی دراگ مربوط به ذرات معلق از روش اسچیلر-نیومن استفاده شده است. بررسی ها نشان می دهد تاثیر متقابل بین سرعت ورودی هوا و افت فشار، شار حرارتی متوسط و دمای خروجی وجود دارد بدین صورت که با افزایش سرعت ورودی شار حرارتی و افت فشار افزایش و دمای خروجی کاهش می یابد که در قالب نمودارهایی ارائه گردیده است. در زمینه تصفیه هوای ورودی در یک سرعت خاص بررسی روی ذره کلسیت نشان می دهد که تاثیر متقابل بین درصد ذرات به دام افتاده و قطر ذرات معلق در هوا وجود دارد. همچنین نتایج، وجود اثر متقابل بین چگالی ذرات و قطری که به ازای آن صد در صد ذرات به دام می افتند را نشان می دهد که این اثرها نیز در قالب نمودارهایی آورده شده است. در هر بخش در ارتباط با هر نمودار و رفتار آن بحث شده است.