نام پژوهشگر: ایرج میرزایی

بهینه سازی نیروگاه حرارتی ترکیبی پیل سوختی اکسید جامد و توربین گازی به کمک روشهای تکاملی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه ارومیه - دانشکده فنی 1391
  فراز خلیل آریا   شهرام خلیل آریا

در این پژوهش بهینه سازی مدل ترمودینامیکی یک نیروگاه ترکیبی پیل سوختی و توربین گازی مورد بررسی قرار گرفته است. پیل سوختی اکسید جامد به عنوان مبنا در نظر گرفته شده و سیکل توربین گازی برای افزایش توان تولیدی و بازده کلی سیستم به چرخه اضافه شده است. تحلیل الکتروشیمیائی پیل سوختی، ولتاژ و توان تولیدی آن را مشخص می کند و سپس به کمک تحلیل ترمودینامیکی سایر اجزاء نیروگاه مدل می شوند. مدلترمودینامیکی نیروگاه به کمک نرم افزار matlab انجام گرفته و بهینه سازی نیروگاه به کمک الگوریتم ژنتیک و بر اساس داده های حاصل از مدل سازی انجام می گیرد.نتایج مدل سازی نشان می دهد که در حالت پایه توان تولیدی خالص نیروگاه 067/2 مگاوات و بازده آن 94/56 درصد است.بهینه سازی، حالت بهینه ای را معرفی می کند که در آن نیروگاه 767/1 مگاوات توان خالص تولید می کند و بازده آن 10/64 درصد است که نسبت به حالت پایه 16/7 درصد افزایش یافته است. در انتها نتایج دقیق مدل سازی و بهینه سازی و بررسی پارامتریک ارائه شده و مورد بحث و نتیجه گیری قرار می گیرند.

بررسی عددی خنک کاری جت پایپ در یک توربوجت هواپیمای مدل
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه ارومیه - دانشکده فنی 1392
  حامد ارجمندی   نادر پورمحمود

در این مطالعه به بررسی عددی خنک کاری جت پایپ(اگزوز) یک توربوجت پرداخته شده است. جریان سیال بررسی شده در این مطالعه سه بعدی، پایا، تراکم پذیر و آشفته می باشد. مدل آشفته ی استفاده شده در این بررسی k-? استاندارد می باشد. ایده ی اصلی در این مقاله، بکارگیری تکنیک های بهبود انتقال حرارت جابجایی به کمک نصب بافل (تیغه) و نوارهای مارپیچ در مسیر جریان سیال خنک کار و بررسی تأثیر آن بر روند خنک کاری می باشد. عوامل موثر بر روند خنک کاری با بکارگیری بافل ها شامل، قطر هیدرولیکی (d_h)، تعداد بافل، ارتفاع بافل(h) و زاویه ی قرارگیری بافل (?) می باشند. قطر هیدرولیکی در نسبت های مختلف، ?-?.?= d_2/d_1 ، تعداد بافل در شش چیدمان متفاوت، ارتفاع بافل در نسبت های مختلف، 4.? -?.? = h/d_h و زاویه ی قرارگیری بافل در زوایای مختلف °??، °??،°??، °??? و°??? درجه بررسی؛ و به تأثیر آن بر افت فشار سیال خنک کار، عدد نوسلت ودمای میانگین جت پایپ، پرداخته شد و در نهایت کارایی بافل ها مورد ارزیابی واقع شد و تاثیر تعداد بافل و ارتفاع بافل بر معیار ارزیابی pec بررسی شد. در بکارگیری نوارهای مارپیچ به تاثیر پارامترهای هندسی موثر بر روند خنک کاری از جمله، گام نوار مارپیچ و ارتفاع نوار مارپیچ پرداخته شد و میزان کارآیی نوارهای مارپیچ در گام های مختلف و ارتفاع های مختلف با معیار ارزیابی کارایی pec سنجیده شد. نتایج حاصل از این بررسی ها نشان می دهند؛ بافل ها و نوارهای مارپیچ بر روند جریان سیال و انتقال حرارت، به شدت تأثیر می گذارند.

مطالعه عددی روی بهبود کارائی گرمایی لوله های کلکتور صفحه تخت خورشیدی با استفاده از هندسه لوله
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه ارومیه - دانشکده فنی 1392
  سمیرا ابراهیمی فر   ایرج میرزایی

در این پایان نامه تأثیر هندسه های مختلف لوله بر کارائی کلکتور صفحه تخت خورشیدی به صورت عددی بررسی گردیده و مدل سازی به وسیله کد تجارتی fluent 6.3 انجام گرفته است . جریان داخل لوله سه بعدی می باشد. صفحه جاذب کلکتور با شار حرارتی ثابت و جریان در داخل لوله کلکتور کاملا توسعه یافته فرض شده است. در این مطالعه خصوصیات فیزیکی سیال ثابت در نظر گرفته شده است .جریان در داخل لوله ها دائم می باشد. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که مکانیزم انتقال حرارت ، جابجایی ترکیبی(جابجائی آرام + آشفته ، که جابجائی آرام غالب است )می باشد. لوله های کلکتور خورشیدی با چند هندسه مختلف مثل لوله ی ساده ، لوله ی ساده با نوار پیچشی داخلی و لوله های ساده با فنر داخلی و لوله ساده با شیارهای مخروطی داخلی به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. مدل های تعریف شده با کار تجربی اعتباردهی شده است و مقایسه هایی بین مدل های فوق الذکر انجام شده است و مطالعه جهت ارتقاء کارائی لوله ها ادامه یافته است. در پایان علاوه بر تغییرات در هندسه لوله ، از نانوسیال به منظور بهبود کارائی لوله ها استفاده کرده ایم . پارامترهای مختلف سیال به ازای دبی های جرمی و یا رینولدزهای متفاوت تحت دو شرایط متفاوت ، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان دادند که در کلکتور صفحه تخت با هندسه مورد مطالعه تغییرات در هندسه لوله کلکتور ، هیچگونه تأثیری در بهبود کارائی گرمایی لوله های کلکتور صفحه تخت خورشیدی ندارند. اما نوع سیال می تواند در انتقال گرما تأثیر داشته باشد زیرا با توجه به نتایج به دست آمده با به کارگیری نانوسیال دمای خروجی کلکتور بین 15 تا 25 درصد افزایش یافته است.

شبیه سازی عددی پدیده انتقال گونه ها و انواع افتها و ارائه چند مدل هندسی جدید در سلول سوختی با غشاء تبادل پروتونی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه ارومیه - دانشکده فنی 1392
  سجاداله رضازاده بقالی   نادر پورمحمود

در این پایان نامه، دو نوع پیل سوختی پلیمری به لحاظ ابعادی و هندسی مورد بررسی قرار گرفته است. علت این امر در سهولت و اهمیت بررسی هر یک از پارامترهای مد نظر در هر کدام از مدل ها می باشد. معادلات حاکم که مشتمل بر معادلات بقاء جرم، مومنتوم، گونه ها و انرژی و نیز معادلات مربوط به میادین پتانسیل الکتریکی است، با استفاده از روش حجم محدود گسسته سازی و سپس توسط تکنیک های دینامیک سیالات محاسباتی حل میشوند. تستهای عددی دقیقی برای اطمینان از مستقل بودن حلِ مساله از اندازه شبکه انجام شده و در نهایت تعداد مش بهینه برای مدلسازی هر کدام از حالتها انتخاب شده است. هدف از انتخاب دو نوع پیل، بررسی رفتار پیلهای مختلف، تحت شرایط عملکردی متفاوت می باشد. هر مدل بطور جداگانه با نتایج آزمایشگاهی معتبر، اعتبار سنجی شده و سپس در هر مدل، گامهای مختلفی برای بررسی نحوه رفتار پیل و توزیع انواع گونه ها در آنها انجام شده است. در مدل دو بعدی، مواردی مانند تاثیر فشار راه اندازی کاتد، میزان رطوبت گازهای ورودی به کانالهای آند و کاتد، ضخامت غشاء و ضریب انتقال آند بر عملکرد پیل سوختی پروتونی مورد تحلیل قرار گرفته است. هدف از شبیه سازی مدل سه بعدی، بررسی تاثیر تغییر ولتاژ پیل سوختی بر نحوه توزیع گونه ها (اکسیژن در لایه های مختلف سمت کاتد، هیدروژن در لایه های مختلف سمت آند و آب در تمام لایه های داخلی پیل سوختی)، چگونگی تغییر قابلیت هدایت پروتونی لایه های مختلف پیل، خاصیت اکتیوایی آب و نیز نحوه تغییر دما (در اثر انجام واکنش الکتروشیمیایی حرارت آزاد میشود) هم در راستای عرض و هم در راستای طولی پیل می باشد. در ضمن به بررسی تاثیر تغییر هندسه کانالهای گاز آند و کاتد بر میزان تراکم جریان و به تبع آن نحوه توزیع گونه ها و میزان مصرف و تولید آنها پرداخته شده است. در اکثر مدلسازی های انجام شده توسط محققین مختلف، پیل سوختی بصورت مونوسل شبیه سازی شده است. بدین معنی که کانالهای گاز آند و کاتد مستقیم و تک سل بوده و مواد واکنش دهنده از یک سمت وارد می شوند و مقدار باقیمانده آنها در همان راستا خارج میشود. یکی از اهداف اصلی این تحقیق، معرفی و مدلسازی کانالهای گاز مارپیچ و پیلهایی با مجموعه الکترود-غشاء شکسته و تاثیر آنها بر عملکرد پیل می باشد که در هر مورد مدل مناسب از لحاظ عملکرد و مقدار مصرف سوخت معرفی شده است. در موارد فوق الذکر، کانتورهای مربوط به کسر جرمی، توزیع دما، انواع افتهای موثر بر ولتاژ پیل و نیز نحوه توزیع پتانسیل در پیل سوختی ارائه شده است. در ادامه بررسی تاثیر نسبت عرض کانال به شانه و اثر آن در کارایی و نحوه توزیع گونه ها و افتهای پتانسیلِ پیل سوختی انجام شده است. چندین مدل با نسبت عرض کانال به شانه متفاوت توسعه داده شده که در این مدل ها، عرض کانال ثابت و عرض شانه متغییر می باشد و مدل مناسب انتخاب شده است. در نهایت تحلیل فیزیک پدیده غرقابی و نحوه و احتمال زمان آغاز آن در پیل سوختی مورد بررسی قرار گرفته که بدین منظور یک معادله غلظت یک بعدی در لایه نفوذ گاز با شرایط مرزی مناسب حل شده است.در ضمن یکی از موارد بسیار مهم بررسی شده در این تحقیق، ارائه و تحلیل نتایج مدل دو فازی می باشد که جزئیات مربوط به آن مفصلا در متن پایان نامه ارائه شده است.

مدلسازی عددی سه بعدی پیل سوختی پلیمری و بررسی اثرات تغییر هندسه بر عملکرد آن
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی ارومیه - دانشکده فنی 1392
  محمدرضا رفیعی   عبدالرحمان دادوند

در این پایان نامه یک مدل سه بعدی و غیر همدمای پیل سوختی غشا یونی به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفت است. یک دستگاه معادلات بقاء که برای کانالهای گاز، لایه های کاتالیست و غشا معتبر می باشد بصورت عددی و با استفاده از روش حجم محدود حل شده است. هدف از این مطالعه ی عددی بررسی تاثیر افزایش تعداد کانالهای گاز و دوقطبی ها در عملکرد پیل سوختی پلیمری و تولید جریان برق می باشد. در حالت پایه یک کانال گاز به ابعاد 1*1 میلیمتر در وسط و دوقطبی ها با ابعاد 5/0*1 در اطراف این کانال گاز قرار دارند. ابتدا با تقسیم این کانال گاز به دو کانال 5/0*1 و تقسیم دو قطبی ها به دو قطعه ی 25/0*1 در طرفین پیل و یک قطعه ی 5/0*1 در وسط پیل (ابعاد در طول پیل ثابت میباشد) مشاهده میشود که میزان چگالی جریان تولید شده که هدف از پیل سوختی میباشد با افزایش همراه میگردد و این در حالی است که مصرف هیدروژن و همچنین اکسیژن نسبت به حالت پایه کمتر شده که این بیان کننده ی کم شدن مصرف سوخت و افزایش تولید و راندمان بیشتر می باشد. این نتیجه بر آن داشت که افزایش بیشتر تعداد کانال می تواند باز نتیجه ی بهتری در بر داشته باشد ولی حالت سه کاناله ای که در ابتدا ایجاد گردید(شکل 6-5) جریان بیشتری نسبت به حالت پایه ولی کمتر نسبت به حالت دو کاناله تولید کرد. و به نظر می رسید توزیع دوقطبی ها و سهم کانالها از این دوقطبی ها در این میزان موثر می باشد. درنهایت سعی گردید تا با بهینه کردن این توزیع عملکرد سه کاناله بهینه گردد.

بررسی ساختارهای جریان حاوی انرژی در جریان جابجایی ترکیبی(آزاد-اجباری)داخل کویتی به روش pod
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی ارومیه - دانشکده مکانیک 1393
  افسانه سناخوان   صابر یکانی مطلق

در این پایان نامه شبیه سازی انتقال حرارت ترکیبی(آزاد-اجباری) در یک کویتی(حفره) مربعی دوبعدی صورت گرفته است. انتقال حرارت اجباری در کار حاضر به دلیل حرکت صفحه ی بالایی کویتی با سرعت یکنواخت بوده و انتقال حرارت آزاد به دلیل اختلاف دمای صفحات می باشد. جریان داخل کویتی، بسته به عدد رینولدز جریان هم به صورت آرام و هم به صورت آشفته بررسی شده است. مدل های حل جریان، مدل rans و مدل les می باشند. در این کار به بررسی میدان های سرعت و دما و عدد ناسلت جریان در اعداد رینولدز و ریچاردسون مختلف در کویتی بدون زاویه پرداخته شده است. سپس، برای بررسی ساختارهای پر انرژی جریان، روشpod مورد استفاده قرار گرفته است. در کارهای تجربی و عددی به دنبال جدا کردن ساختار¬های منسجم از جریان آرام و یا آشفته ی زمینه هستند. روش¬های زیادی برای بیرون کشیدن ساختارهای منسجم وجود دارد که یکی از این روش ها، pod ست. این روش ساختارها را بر اساس میزان انرژی آن ها بیرون می کشد. در ابتدا جریان داخل کویتی به صورت آرام در نظر گرفته شده سپس، مسأله به صورت آشفته مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین تأثیر چرخش کویتی در جریان آرام مطالعه شده و روش pod نیز بر کویتی با زاویه های مختلف اعمال گردیده است.

مطالعه عددی جریان سیال و انتقال حرارت در میکروکانال ها با حضور ذرات معلق نانو در سیال
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه ارومیه - دانشکده فنی 1393
  علیرضا رازقی   مجید عباسعلیزاده

با توجه به گسترش روز به روز صنایع الکترونیک و میکروالکترونیک، نیاز به دفع حرارت از ادوات تولید کننده شار حرارتی بالا، به عنوان یکی از موضوعات بسیار مهم در مسیر توسعه صنایع الکترونیک و میکروالکترونیک مطرح بوده است. با توجه به این موضوع در پایان نامه حاضر به بررسی دو راهکار جهت خنک کاری صنایع الکترونیک پرداخته شده است. راهکار اول به بررسی تاثیر قرارگیری ریب و ارتفاع آن در افزایش انتقال حرارت پرداخته و اثرات پارامتر¬های عدد رینولدز، ارتفاع ریب و شار حرارتی دیواره بر ضریب انتقال حرارت مورد مطالعه گرفته است. همچنین تاثیر این پارامتر¬ها بر انتروپی تولیدی به سبب اصطکاک سیال، انتقال حرارت و مجموع این دو یعنی انتروپی تولیدی کل مورد بررسی قرار گرفته و ارتفاع ریب بهینه با توجه شرایط مختلف جریان با معیار کمترین میزان انتروپی تولیدی کل ارائه شده است. در راهکار دوم به بررسی جریان نانوسیال به عنوان مخلوط ذرات نانو و سیال پایه پرداخته شده و اثرات عدد رینولدز و درصد حجمی ذرات نانو بر روند انتقال حرارت مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین بررسی نتایج بین روش مدلسازی تک فاز با روش دو فاز انجام شده و نتایج حاصله با هم مقایسه شده¬اند. تاثیر عدد رینولدز و درصد حجمی ذرات نانو بر انتروپی تولیدی به سبب اصطکاک سیال و انتروپی تولیدی به سبب انتقال حرارت و جمع این دو یعنی انتروپی تولیدی کل مورد بررسی قرار گرفته و شرایط بهینه جریان با توجه به معیار کمترین میزان انتروپی تولیدی کل ارائه شده است. د

بررسی عددی جریان و انتقال حرارت در سیستم خنک کاری انومبیل با استفاده از نانوسیال
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه ارومیه - دانشکده فنی 1393
  سهند فردوس نیا   مجید عباسعلیزاده

چکیده در سال های اخیر مطالعات بر روی رفتار انتقال حرارتی نانوسیالات به شدت رشد کرده و نتایج حاصل، پیشرفت های چشمگیری در این زمینه را حکایت می کند. این پژوهش به بررسی عددی انتقال حرارت و افت فشار جریان در لوله رادیاتور اتومبیل با سیال پایه مخلوط آب- اتیلن گلیکول و نانوذرات اکسیدآلومینیوم می پردازد. به منظور بررسی هرچه دقیق تر انتقال حرارت، در پژوهش حاضر، از درصدهای حجمی %1 تا 4% برای نانو ذرات استفاده شده است و نتایج بدست آمده نشان می دهد که با افزایش درصد حجمی نانو ذرات عدد ناسلت متوسط نیز افزایش می یابد اما از طرفی افزایش نانو ذرات باعث افزایش ویسکوزیته نانو سیال شده و در نتیجه افت فشار نیز افزایش می یابد. همچنین تاثیر دمای ورودی لوله بر افت فشار و انتقال حرارت ناشی از نانو سیال نیز مورد بررسی قرار گرفته است و نتایج بدست آمده نشان می دهد که با افزایش دمای ورودی افت فشار کاهش می یابد اما از طرفی استفاده از دمای کاری بالا برای انتقال حرارت ممکن است در مواردی امکان پذیر نباشد و یا موجب آسیب خوردن قطعات خودرو شود. در ادامه برای شبیه سازی دقیق تر میزان انتقال حرارت در سرعت های مختلف اتومبیل از ضریب های انتقال حرارت متفاوتی برای هوای پیرامون رادیاتور استفاده شده است . نتایج عددی نشان می دهد که افزایش سرعت نیز به نوبه خود باعث افزایش انتقال حرارت می شود و در انتها با فرض انتقال حرارت ثابت برای لوله رادیاتور تاثیر استفاده از نانوسیال بر افت فشار نیز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشانگر این است که با استفاده از نانوسیالاتی با درصد حجمی های مختلف می توان از پمپ هایی با توان کمتر استفاده کرد و یا با تغییر ابعاد لوله حجم کل رادیاتور را کاهش داد که با این کار از طرفی وزن اتومبیل کاهش یافته و از طرفی دیگر می توان خودروهایی با رادیاتور کوچکتر طراحی کرد .

هیدروژل های زیست نانوکامپوزیتی پروتئین- نانوخاک رس برای مصارف زیست پزشکی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی ارومیه - دانشکده مهندسی شیمی 1393
  یاسمن شعبانی   ایرج میرزایی

هیدروژل های زیست نانوکامپوزیتی دسته ای از مواد کامپوزیت هستند که فاز زمینه آن ها را هیدروژل های طبیعی و فاز تقویت کننده آن ها را ذرات نانومتری تشکیل می دهند. این نوع هیدروژل ها همانند سایر هیدروژل های پلیمری، دارای ساختار شبکه ای سه بعدی و قابلیت تورم هستند. استفاده از هیدروژل های پلیمری به دلیل ضعف خواص و استحکام مکانیکی آنها با محدودیت هایی مواجه است. بهبودی که به دلیل حضور عامل های تقویت کننده نانومتری در خواص فیزیکی، مکانیکی، نوری، تورمی و ... هیدروژل ها حاصل می شود، محدودیت کاربردی آن ها را برطرف می کند. با این حال، عدم زیست سازگاری و زیست تجزیه پذیری مطلوب از جمله مهمترین معضلات هیدروژل های نانوکامپوزیتی به شمار می آید. از این رو، در این پایان نامه دسته جدیدی از هیدروژل های زیست نانوکامپوزیتی بر پایه سفیده تخم مرغ حاوی 0، 5، 10، 15 و 20 درصد وزنی از نانو خاک رس سدیم مونت موریلونیت به روش اختلاط تهیه شد. علاوه بر این، دسته ای دیگر از هیدروژل های زیست نانوکامپوزیتی بر پایه سفیده تخم مرغ و پلی وینیل الکل حاوی0، 5، 10 و 15 درصد وزنی از سدیم مونت موریلونیت به روش سرمایش-گرمایش تهیه شدند. ساختار از هم گسیخته تمام نمونه ها با آزمون xrd مشخص شد. آزمون های کسرژل، تورم، خشک شدن، ftir، dsc، dmta و sem به انجام رسید. نتایج نشان داد که قابلیت تورم و خشک شدن نمونه ها با میزان خاک رس رابطه معکوس داشته و با افزایش درصد خاک رس میزان کسر ژل و دمای تخریب و دناتره شدن سفیده تخم مرغ افزایش می یابد. نتایج همچنین نشان دهنده نقش خاک رس به عنوان عامل شبکه ای کننده در ساختار هیدروژل های زیست نانوکامپوزیتی است.

بررسی عددی ذوب یک ماده تغییر فاز دهنده غنی شده با نانو ذرات در یک محفظه مربعی با زاویه های مختلف نسبت به سطح افقی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی ارومیه - دانشکده مهندسی مکانیک 1393
  حسن زهی سعادت   ایرج میرزایی

امروزه استفاده از سوخت¬های فسیلی علاوه بر محدود بودن، به علت افزایش گازهای گلخانه¬ای باعث بروز مشکلات فراوان و به خطر افتادن حیات بشر گشته است. بنابراین استفاده از منابع تجدید پذیر انرژی اهمیت بسیاری دارد. یکی از این منابع استفاده از مواد تغییر فاز دهنده است که در آن ها اصل اساسی ذخیره انرژی، استفاده از گرمای نهان در فرایند تغییر فاز می باشد. این مواد به علت ظرفیت بالای ذخیره انرژی کاربردهای وسیعی در صنایع دارند. عیب عمده این مواد ضریب هدایت حرارتی پایین آنها می¬باشد که آن را می¬توان با اضافه نمودن نانوذرات از موادی که دارای ضریب هدایت حرارتی بالایی هستند برطرف نمود. در این تحقیق فرایند ذوب یک ماده تغییر فاز دهنده در یک محفظه مربعی بسته با در نظر گرفتن سه کسر حجمی مختلف از نانو ذرات آلومینیوم اکسید al2o3 و با زاویه¬های مختلف قرارگیری نسبت به سطح افقی به صورت عددی با استفاده از نرم افزار تجاری فلوئنت شبیه سازی می¬گردد. نرم افزار فلوئنت با بکارگیری تکنیک آنتالپی خلل و فرج فرایند ذوب را مدلسازی می¬کند. هدف از این تحقیق بررسی اثرات زاویه قرارگیری محفظه نسبت به سطح افقی و غلظت نانوذرات بر روی نرخ ذوب شدن ماده تغییر فازدهنده است. دو دیواره محفظه عایق بوده و دو دیواره دیگر آن به ترتیب دارای یک چشمه و یک چاه حرارتی است. نحوه پیشروی فصل مشترک جامد-مایع، نحوه توزیع دما و جهت چرخش سیال از مهمترین پارامترهای مورد بررسی در فرایند ذوب ماده تغییر فاز دهنده مورد نظر می باشد که به ترتیب توسط کانتورهای کسر مایع، خطوط همدما و بردارهای سرعت در زمان های مختلف از فرایند نشان داده شده اند. از بین حالتهای مختلف قرارگیری محفظه نسبت به سطح افقی، حالت ш با زاویه 30 درجه و غلظت 2% نانوذرات به عنوان بهترین حالت از نظر عملکرد حرارتی انتخاب گردید.

مدل سازی هندسی فوم های فلزی و بررسی خمش ورقهای فومی در فرآیند شکل دهی با لیزر
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی ارومیه - دانشکده مهندسی مکانیک 1393
  مسعود عباس زاده شکراب   محمد حسین پور گللو

شکل دهی فلزات با استفاده از لیزر، یک فناوری جدید در شکل دهی ورق های فلزی می باشد که در سال های اخیر بطور فزاینده ای افزایش پیدا کرده است. یکی از مزایای اساسی فرآیند شکل دهی با لیزر برخلاف روش های سنتی، غیرتماسی بودن این روش می باشد که همین امر شکل دهی فلزات از جنس های مختلف، از جمله شکل دهی مواد ترد را ممکن ساخته است. فوم های فلزی، یک دسته از مواد جدید می باشند که شکل دهی آ ن ها با استفاده از روش های سنتی، بدلیل شکسته شدن آن ها در زاویه های خم پایین، غیر ممکن است. هدف اصلی این پایان نامه بررسی عددی وتجربی شکل پذیری ورق های فوم فلزی سلول بسته با استفاده از لیزر می باشد. برای رسیدن به این هدف و بررسی عددی آن، ابتدا یک برنامه در محیط ماکروی نرم افزار کتیا به منظور مدل کردن این ورق ها ارائه شد که قادر است با کم کردن تصادفی حفره هایی کروی با اندازه های تصادفی، فوم حفره بسته را مدل کند. سپس با وارد کردن فوم مدل شده به نرم افزار آباکوس و شبیه سازی فرآیند شکل دهی با لیزر، شکل دهی این ورق ها بررسی شد. در ادامه، برای بررسی تاثیر پارامتر های لیزر بر روی زاویه خمش این ورق ها چند تحلیل عددی انجام شد که در این تحلیل ها اثر قطر پرتو لیزر بر روی زاویه خمش مورد بررسی قرار گرفت. به دلیل زیاد بودن تعداد المان ها هنگام تحلیل و زمانگیر بودن تحلیل ها چند آزمایش تجربی دیگر به منظور بررسی اثر قدرت پرتو لیزر، سرعت عبور پرتو لیزر و همچنین تعداد پاس های اسکن برروی زاویه خمش این ورق ها انجام شد. مقایسه چگالی نسبی و مشخصات فوم های مدل شده با فوم های واقعی نشان داد که فوم مدل شده با انطباق خوبی می تواند رفتار فوم های واقعی را پیش بینی کند. همچنین مقایسه نتایج بدست آمده از آزمایش تجربی با نتایج شبیه سازی، نشان می دهد که روند ارائه شده برای شبیه سازی فرآیند شکل دهی با لیزر می تواند با خطای کمی زاویه خمش این ورق ها را پیش بینی می کند.

شبیه سازی عددی ذوب یک ماده تغییر فاز دهنده غنی شده با نانو ذرات در یک محفظه مربعی با چیدمان های مختلف دو جفت چشمه و چاه حرارتی بر روی دیواره های آن
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی ارومیه - دانشکده مهندسی مکانیک 1393
  خسرو رازورز   ایرج میرزایی

امروزه استفاده از سوخت های فسیلی علاوه بر محدود بودن، به علت افزایش گازهای گلخانه ای باعث گرمایش کره زمین، آب شدن یخ های قطبی، بروز طوفان های مخرب و در یک جمله باعث به خطر افتادن حیات بشر گشته است. بنابراین استفاده از منابع تجدید پذیر انرژی اهمیت بسیاری دارد. یکی از این منابع استفاده از مواد تغییر فاز دهنده است که در آن ها اصل اساسی ذخیره انرژی، استفاده از گرمای نهان در فرآیند تغییر فاز می باشد. این مواد به علت ظرفیت بالای ذخیره انرژی کاربردهای وسیعی در صنایع الکترونیکی، مخابراتی، هوافضا، سیستم های حرارتی گلخانه ها، ساختمان های تجاری و مسکونی دارند. در این تحقیق به-صورت عددی فرآیند ذوب مواد تغییر فاز دهنده در اثر اضافه کردن سه کسرحجمی مختلف از نانو ذرات را در یک محفظه ی مربعی با چیدمان های مختلفی از چشمه ها و چاه ها با استفاده از نرم افزار تجاری فلوئنت شبیه سازی کرده ایم. نرم افزار فلوئنت با بکار گیری تکنیک آنتالپی خلل و فرج فرآیند ذوب را مدل سازی می کند. هدف از این تحقیق بررسی اثر چیدمان و تعداد چشمه ها و چاه های حرارتی و غلظت نانو ذرات بر روی نرخ ذوب شدن یک ماده تغییر فاز دهنده غنی شده با نانو ذرات در داخل یک محفظه ی مربعی است. به این منظور دو جفت چشمه و چاه حرارتی در کسرهای حجمی مختلف نانو ذرات بر روی دیواره های افقی محفظه قرار داده و از بین حالت های مختلف بهترین حالت ازنظر عملکرد حرارتی محفظه انتخاب می گردد. نحوه پیشروی مرز، نحوه توزیع دما و جهت چرخش سیال از مهم ترین پارامترهای مورد بررسی در فرآیند ذوب مواد تغییر فاز دهنده می باشد که توسط کانتورهای کسرمایع، خطوط هم دما و بردارسرعت در زمان های مختلف از فرآیند نشان داده شده اند.

بررسی تأثیرات استفاده از جمع کننده چندلایه و ترکیب با آینه بر عملکرد نیروگاه دودکش خورشیدی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی ارومیه - دانشکده فنی 1392
  ناصر جهانگیری   احمد حاتمی

دورنمای رو به افول ذخایر طبیعی و سوختهای فسیلی جهان طی دهه های آینده و بروز فزاینده مشکلات زیست محیطی ناشی از بکارگیری آنها موجب شده است بهینه سازی مصرف انرژی و انتخاب جایگزین های مناسب برای سوخت های فسیلی به عنوان سیاست های راهبردی در عرصه انرژی از سوی کشورها مورد توجه قرار گیرد. استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر از جمله انرژی خورشیدی به عنوان منبعی سازگار با محیط زیست می تواند نقش مهمی در حل چالش های پیش رو داشته باشد. نیروگاه دودکش خورشیدی یکی از نویدبخش ترین فناوری ها در استفاده از انرژی خورشیدی است. با توجه به موقعیت جغرافیایی ایران به لحاظ میزان فراوانی تابش خورشیدی و وجود مناطق وسیع بیابانی، ساخت و بهره برداری از نیروگاه دودکش خورشیدی ضرورت جدی حوزه انرژی کشور می باشد. در این ارتباط، با توجه به هزینه های بالای ساخت و راه اندازی نیروگاه دودکش خورشیدی ضروری است مطالعات بیشتری در جهت افزایش بازده و کاهش هزینه ها صورت گیرد. در این پژوهش، افزایش ورودیهای هوا روی جمعکننده (کلکتور) به صورت لایه ای و گرمکردن دودکش از طریق متمرکز کردن تشعشعات خورشیدی روی آن به کمک آینه به عنوان دو ایده جدید در جهت افزایش بازده و بهینهسازی هندسه نیروگاه دودکش خورشیدی ارائه و بررسی شده است. به منظور تجزیه و تحلیل سیستمهای دودکش خورشیدی از سه روش استفاده شده است: روش نخست، تحلیل ترمودینامیکی نیروگاه و حل دستگاه معادلات حاصله با نرمافزار ees؛ روش دوم، تحلیل دیفرانسیلی سیال درون کلکتور جهت تعیین توزیع دما درون کلکتور و پیشبینی مشخصههای نیروگاه؛ روش سوم، شبیهسازی عددی جریان با چنین هندسه و مشخصاتی به کمک نرمافزار fluent. مدل سازیهای فوق بر پایه مشخصات تنها نیروگاه دودکش خورشیدی ساخته شده و کارکرده یعنی مانزانارس انجام شده است. پس از اطمینان از روند مدل سازیها و شبیهسازی های صورت گرفته به دلیل انطباق نتایج با نتایج تجربی در دسترس، سیستم دودکش خورشیدی با کلکتور چند لایه (چند ورودی) و استفاده از آینه جهت گرمایش دودکش، مدل سازی و بررسی شده است. نتایج حاصل نشان میدهد که قدرت خروجی نسبت به تعبیه ورودی های جدید بر روی کلکتور حساسیت نشان میدهد و با تغییر در اندازه دهانه ورودیهای جدید، تغییرات معنیداری در قدرت خروجی مشاهده می گردد به طوری که دهانههای ورودی بزرگ منجر به کاهش قدرت خروجی نیروگاه شده است. همچنین گرم کردن دودکش به کمک بازتابش تشعشعات خورشیدی توسط آینه روی آن، موجب افزایش قدرت خروجی و به تبع آن بازده نیروگاه شده است. برای اثبات عملی این موضوعات نیاز به ساخت نمونه ای از نیروگاه در مقیاس آزمایشگاهی ضروری است.

بررسی عددی جریان سیال ویسکوالاستیک در یاتاقان های ژورنال
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه ارومیه - دانشکده مهندسی مکانیک 1393
  مهدی نصرتی   محمود نوروزی

مطالعه و بررسی جریان سیال بین دو استوانه غیر هم مرکز چرخان، مشابه جریان روغن در یاتاقانهای ژورنال از اهمیت ویژه ای برخوردار است. امروزه صنعت درجهتی سوق پیدا نموده که دستگاه هایی با ابعاد کوچکتر، سرعت بالاتر و با راندمان کارکرد بالا طراحی گردند. دراین راستا طراحی یاتاقانهای ژورنال در ساختمان داخلی دستگاهای مکانیکی از اهمیت بسزایی برخوردار می باشد. شناسایی رفتار هیدرودینامیکی یاتاقانهای ژورنال یکی از ملزومات طراحی بهینه این نوع دستگاههاست .در بسیاری از موارد در سیستم روانکاری از روغنهای سنگین بعنوان سیال روانساز استفاده می شود که از خود رفتار ویسکوالاستیک نشان می دهند. همچنین با ورود مواد جدید از جمله نانو روغن ها، نانوگریس ها و سیالات هوشمند به این حوزه که غالبا رفتار ویسکوالاستیک دارند. بررسی وآنالیز یاتاقان های ژونال با روانکار ویسکو الاستیک از اهمیت زیاد برخوردار است. علی رغم تحقیقات گسترده آزمایشگاهی و عددی، تاکنون هیچ تحقیقی برای مدل سازی جریان سیال ویسکوالاستیک با معادله غیرخطی متشکله گزیکس در یاتاقان های ژورنال انجام نشده است. در این پایان نامه با استفاده از روش حجم محدود، جریان سیال گزیکس در یاتاقان های ژورنال شبیه سازی شده است. معادله متشکل گزیکس قادر به ارائه رفتار پاور- لو برای ویسکوزیته و ثابت های اختلاف تنش های نرمال می باشد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که در سیال گزیکس با افزایش زمان رهایی از تنش و نیز با افزایش ضریب پویایی محلول، ظرفیت تحمل بار یاتاقان کاهش می یابد. همچنین نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که پارامتر خروج از مرکزی یاتاقان، تاثیر بسزایی در ظرفیت بار یاتاقان دارد.

اثر تغییر شکل ریب ها در بهبود عملکرد حرارتی کانال های خنک کن ریب دار در پره های توربین گاز
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه ارومیه - دانشکده فنی 1393
  زاهد صفاری اسکویی   ایرج میرزایی

بازده چرخه ای یک توربین گاز می¬تواند با افزایش دمای سیال عامل ورودی بیشتر شود، ولی احتمال شکست حرارتی پره های آن را نیز افزایش می دهد. افزایش دمای سیال ورودی به دلیل وجود محدودیتهای متالوژیکی بدون روشهای خنک¬کاری در پره¬های توربین گاز امکان پذیر نمی¬باشد؛ بنابراین طی دهه¬های اخیر روش¬های متنوع خنک¬کاری در توربینها، گسترش چشمگیری پیدا کرده است. جهت خنک کاری پره های توربین، معمولا کانال های داخلی همراه با ریب های کوچک در داخل پره ها ایجاد می شوند. توانایی پیش بینی دقیق میدان جریان و انتقال حرارت در داخل این پره ها، به طراحی بهتر و جلوگیری از خرابی ناشی از بارهای حرارتی منطقه ای پره ها منجر خواهد شد. پیش بینی جریان در این کانال ها مشکل است، زیرا جریان بسیار مغشوش و ناهمسان بوده، و حضور نیروهای حجمی دورانی جریان را پیچیده تر می سازد. جهت مدلسازی عددی میدان جریان و انتقال حرارت سه بعدی کاملا توسعه یافته، کانال ریب دار با سطح مقطق مربعی با ریب های یک در میان 90 درجه، از مدل توربولانس بر پایه میانگین رینولدز معادلات ناویر- استوکس (rans) و به طور دقیق تر از مدل تنش رینولدز استفاده شده است. هدف کلی از این پروژه همان گونه که از عنوانش برمی آید، بهبود عملکرد حرارتی و خنک کاری کانال های ریب دار است؛ که بدین منظور از تغییر شکل ریب ( از حالت مربعی به حالت ذوزنقه ای و ذوزنقه ای با کاهش ارتفاع در جهت جریان) بهره گرفته شده است. نتایج در دو حالت کانال ریب دار ساکن و دوار مورد بررسی قرار گرفته و جهت اعتبارسنجی داده-های بدست آمده، با مقادیر تجربی موجود مقایسه شده اند. نتایج میدان جریان و انتقال حرارت در هر دو حالت مورد بحث قرار گرفته است که مبین تاثیر شکل ریب ها در بهبود عملکرد حرارتی و تغییر انتقال حرارت در اثر وجود دوران بر روی دیواره های کانال می باشد. نهایتا در قسمت پایانی با بررسی اعداد رینولدز گوناگون مشخص شده است که جهت بهبود عملکرد حرارتی با استفاده از کانال ریب¬دار، شکل ریب به صورت ذوزنقه ای با کاهش ارتفاع در مسیر جریان و انتخاب عدد رینولدز بالاتر، مناسب تر از بقیه حالات می باشد.

شبیه سازی سه بعدی انتقال حرارت جابجایی در مبدل های تک لوله ای مارپیچ (هلیکال)
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی ارومیه - دانشکده مهندسی مکانیک 1393
  یعقوب پورسلیمانی قره باغ   ایرج میرزایی

مبدل¬های حرارتی مارپیچ از انواع مبدل¬های فشرده به حساب می¬آیند. در این نوع مبدل¬ها با توجه به تولید جریان¬های ثانویه به سبب نیروی گریز از مرکز، افزایش انتقال حرارت امری قابل انتظار می¬باشد. از این رو، این نوع مبدل¬ها در صنایعی همچون پزشکی، غذایی و نیروگاه¬های هسته¬ای کاربرد فراوانی دارند. پارامترهای موثر زیادی در این نوع مبدل¬ها وجود دارد که نیاز به بررسی و مطالعه دارد. کار حاضر، نمونه¬ای تحلیل عددی مبدل حرارتی تک لوله¬ای مارپیچ (هلیکال) است. مدل اصلی در 5/9 حلق? طراحی و با استفاده از نرم¬افزار فلوئنت تحلیل شده است. با توجه به اینکه روش¬های عددی بایستی توسط داده‎های تجربی یا تحلیل موجود اعتباردهی شوند، از این رو اعتباردهی مدل حاضر نیز بر پای? ضریب انتقال حرارت جابجایی صورت پذیرفته است که نتایج حکایت از تطبیق مناسب داده¬های عددی به دست آمده با داده-های تجربی و عددی موجود دارد. لازم به توضیح است که در کار حاضر، هر دو رژیم جریان آرام و درهم مورد مطالعه قرار گرفته¬اند. در ادام? توزیع دما در خروجی مبدل و روی دیوار? لوله مورد بررسی قرار گرفته است و نتایج در قالب نمودارهایی ارائه شده است. پارامتر دیگری که در طراحی مبدل¬ها از اهمیت ویژه‎ای برخوردار است، ضریب انتقال حرارت کلی مبدل می باشد که در این کار این ضریب محاسبه شده و ارائه گریده است. عدد بی¬بعد نوسلت فاکتور دیگری است که در این کار مورد مطالعه قرار گرفته و نمودار مربوط به آن آورده شده است. لازم به توضیح است که روابطی نیز بر مبنای داده¬های به دست آمده، برای هر دو رژیم جریان آرام و در هم ارائه شده است. نهایتاً، تأثیر تعداد حلقه بر مشخصه‎های انتقال حرارتی این مبدل بررسی شده و نتایج به دست آمده است

مطالعه عددی انتقال حرارت جابجایی در مبدل های دو لوله ای مارپیچ (هلیکال)
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی ارومیه - دانشکده مکانیک 1393
  مرتضی مفیدنژاد   ایرج میرزایی

موضوع طراحی مبدل های حرارتی دو لوله ای مارپیچ ( هلیکال ) یکی از موضوعات مهم و در خور توجه بیشتراست. چرا که این نوع مبدل ها برخی مشکلات اساسی مبدل های رایج همانند مبدل های پوسته- لوله ای را با از بین بردن نقاط مرگ و کاهش ضخامت لایه مرزی مرتفع می سازد. با این توضیح می توان به این نتیجه رسید که مطالعه این نوع مبدل ها می تواند یکی از موضوعات روز مهندسین انتقال حرارت باشد. در همین راستا پروژه حاضر تحلیلی عددی از یک مبدل حرارتی دو لوله ای مارپیچ تک حلقه است. ابتدا مدل ساخته شده با مقایسه نتایج آن با نتایج تجربی موجود اعتباردهی گردیده است. معیار اعتباردهی در این کار ضریب انتقال حرارت کلی مبدل می باشد. در ادامه دو رژیم جریان آرام و درهم با یکدیگر مقایسه شده و نتایج مربوط به آن در قالب نموداری ارائه شده است. گام بعدی در روند حل پروژه حاضر، بررسی تاثیر نسبت انحناء بر ضریب انتقال حرارت کلی مبدل می باشد که صورت پذیرفته است. لازم به توضیح است که در این گام دبی جریان و به تبع آن عدد رینولدز لوله داخلی ثابت نگهداشته شده است تا صرفا اثر تغییر هندسه مورد مطالعه قرار گیرد. با توجه به اینکه در این کار سیال داغ از لوله داخلی و سیال خنک از فضای بین دو لوله عبور می کند، هدف گذاری پروژه خنک کاری سیال داخلی است، بر این اساس، عدد نوسلت فضای بین دو لوله می تواند اهمیت زیادی داشته باشد که این پارامتر نیز در مرحله بعدی از پروژه مورد بررسی قرار گرفته و نتایج آن بصورت نموداری جداگانه آورده شده است. همچنین رابطه ای مقدماتی برحسب اعداد دین داخلی و اصلاح شده مربوط به فضای بین دو لوله، برای عدد نوسلت گردیده است.

بررسی عددی خواص هیدرودینامیکی و انتقال حرارتی جریان جوششی نانوسیال در یک میکروکانال
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی ارومیه - دانشکده مهندسی مکانیک 1393
  بهرام مولائی   عبدالرحمان دادوند

در این رساله، انتقال حرارت جریان جوششی آب خالص و نانوسیال به عنوان سیال¬های عامل در یک میکروکانال افقی تحت مطالعه عددی قرار گرفته است. ابعاد میکروکانال با مقطع مستطیلی 7500×100×250μm می¬باشد. در سطح پایینی میکروکانال هیتری با ابعاد 3500×80 μm به شکل متقارن نسبت به خط مرکزی افقی قرار گرفته است. کسر حجمی نانوذرات اکسید آلومینیوم 0/2 درصد و با قطر متوسط 40 نانومتر در نظر گرفته می¬شود. شبیه¬سازی عددی به کمک نرم¬افزار ansys fluent (و در برخی حالات توسط ansys cfx) انجام گرفته و در مواقع نیاز، کدهایی نوشته و به نرم¬افزار پیوست شده است. جریان جوششی به¬دلیل وابستگی به تعداد زیادی پارامترهای نامعلوم (از قبیل؛ توزیع اندازه و هندسه میکروکویتی-های سطح، تعداد سایت¬های حباب¬زای فعال و خواص سطح مشترک مایع و جامد) و دارا بودن فرایندهای هیدرودینامیکی کاملاً تصادفی (از قبیل؛ حرکت سیال در مجاورت سایت¬های حباب¬زا، شکل و اندازه حباب هنگام رشد، فرکانس جدا شدن حباب¬ها از سطح، بهم¬پیوستن حباب¬ها و ازهم¬جداشدن حباب¬ها و سرعت رشد حباب¬ها) پدیده کاملاً پیچیده¬ای بوده و دارای نوسانات با دامنه نوسانی بزرگ و سیکل زمانی طولانی برای آب خالص در فلاکس¬های حرارتی متوسط و برای نانوسیال در فلاکس¬های حرارتی بالا می¬باشد. نتایج عددی بیانگر کاهش نوسانات خواص جریان جوششی هنگام استفاده از نانوسیالات می¬باشد. جریان جوششی نانوسیال پایدارتر می¬باشد و خواص انتقال حرارتی جریان جوششی آن افزایش می¬یابد. این یافته¬ها در تطابق با یافته-های آزمایشگاهی موجود می¬باشد. یافته¬های این مطالعه نشان می¬دهد که در هندسه¬های ساده و فلاکس¬های حرارتی متوسط می¬توان جریان جوششی را مخصوصاً در رژیم جریان حبابی به¬شکل مناسبی با نرم¬افزارهای تجاری مدل کرد.

سنتز نانوزئولیت های مختلف برای جداسازی مواد معدنی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی ارومیه - دانشکده مهندسی شیمی و پتروشیمی 1393
  فرشاد رحیمی   ایرج میرزایی

در این پژوهش، به بررسی اصلاح زئولیت کلینوپتیلولیت از طریق تبادل یون و وارد کردن یون هایی با خاصیت آنتی باکتریال نظیر مس، روی و آهن، کاهیدن آن ها با استفاده از سدیم بروهیدرات و تبدیل آن ها به نانوذرات فلزات دارای خاصیت آنتی باکتریال، پرداخته شده است. در آزمایشات انجام گرفته طی این پژوهش، به بررسی خاصیت آنتی باکتریال این نانوذرات و مقایسه آن ها با یکدیگر پرداخته شده است.

شبیه سازی عددی مشخصه های هیدرو دینامیکی و انتقال حرارتی یک دستگاه اجکتور مافوق صوت
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی ارومیه - دانشکده مکانیک 1393
  خلیل محبت خواه   عبدالرحمان دادوند

در پایان نامه حاضر با استفاده از تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی cfd بررسی تأثیر پارامترهای کلیدی مانند تأثیر فشار ورودی ثانویه بر دستگاه اجکتور، نسبت مکش، جریانهای برگشتی ناشی از فشار ورودی ثانویه و تأثیر تمامی این پارامترها بر مشخصه های هیدرو دینامیکی سیال از جمله فشار، دما و عدد ماخ بررسی شده است. معادلات بنیادی میدان جریان بوسیله نرم افزار تجاری فلوئنت و با فرض یک مدل تراکم پذیر دو بعدی تقارن محور و مدل توربولانس k-? حل گردیده اند. در این تحقیق تأثیر فشار های ورودی ثانویه 8/0، 1 ، 2/1، 4/1و 5/1 بار بر رفتار سیال مورد بررسی قرار گرفته و نتایج حاکی از آن است که به ازای فشار های پایین ورودی بدلیل وقوع پدیده شوک، جریان برگشتی رخ داده و با افزایش فشار، از اثر این پدیده کاسته شده و رژیم جریان بهبود می یابد. نتایج عددی بدست آمده با نتایج حل تحلیل و تجربی موجود اعتبار دهی اولیه شده که تطابق قابل قبولی بین آنها وجود دارد.

بررسی عددی تأثیر ارتفاع و فاصله بین دو مولد گردابه الاستیک روی بازده حرارتی یک میکروکانال در محدوده آرام
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی ارومیه - دانشکده مهندسی مکانیک 1393
  جلال حسین زاده   ایرج میرزایی

در این پایان نامه روش جدیدی جهت افزایش انتقال حرارت در میکروکانال ها و سایر مبدل های حرارتی پیشنهاد شده است. به منظور افزایش بازده و کارایی در مبدل های حرارتی از مولدهای گردابه برای کاهش وسعت ناحیه سرد در هسته میدان و افزایش اختلاط استفاده می شود. مولدهای گردابه در مبدل های حرارتی میکرو نیز قابل استفاده می باشند که به تازگی مورد توجه محققان قرارگرفته است. در تحقیق حاضر از دو مولد گردابه در مقیاس میکرو که دارای حرکت الاستیک می باشند داخل میکروکانال استفاده شده است. تأثیر این روش، نوسانی کردن گردابه تولید شده درمیدان سیال است که اثرات اختلاطی آن سبب افزایش شار حرارتی خروجی از دیواره میکروکانال در مقایسه با میکروکانال های ساده و دارای مولد ایستا خواهد شد .اثرات متقابل حرکت مولد گردابه و میدان سیال در میکرو کانال منجر به تشکیل یک مسأله ی اندرکنش سیال- جامد خواهد شد که به صورت عددی بررسی شده و نتایج قابل قبولی برای توزیع عدد ناسلت و افت فشار در میکرو کانال بدست آمده است.

سنتز شیمیایی نانوذرات آلومینات منیزیم و ارزیابی تاثیر پارامترهای سنتزی بر مشخصه های محصول
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی ارومیه - دانشکده مهندسی شیمی 1393
  آرش متولیان   ایرج میرزایی

نانوذرات آلومینات منیزیم دارای ساختار اسپینلی بوده و با توجه به خواص منحصر به فردی که از خود نشان می دهند.در تحقیق حاضر، نانوذرات آلومینات منیزیم به روش سل-ژل خود احتراقی سنتز شده و از نمک نیترات به عنوان عامل اکسنده و از گلایسین و نشاسته به عنوان سوخت استفاده شده است. به منظور بررسی تاثیر نسبت سوخت به نمک (r)، دمای کلسیناسیون و نوع سوخت بر روند واکنش و خواص محصولات، آزمایش های tg-dta، xrd، ft-ir، bet و tem بر ژل و پودرهای حاصل از سنتز انجام شد. پس از بررسی تاثیر میزان نسبت سوخت به نمک نیترات (r) بر متوسط اندازه ذرات، سطح ویژه و میزان بلورینگی، این مناسب ترین نسبت برابر 2 معرفی گردید. همچنین جایگزینی مقداری از گلایسین با نشاسته موجب تبدیل مرحله احتراقی انفجاری به احتراقی آرام سوز شده و بدین علت خواص مطلوب تری از پودر حاصل شد و بهترین میزان جایگزینی برابر 40% بدست آمد. به طور کلی می توان گفت که با استفاده از روش سل-ژل خود احتراقی و با کنترل شرایط سنتز، می توان با استفاده از تجهیزات ساده و در زمان کوتاه، نانو ذراتی تک بلوری با متوسط اندازه کمتر از 13 نانومتر و دارای سطح ویژه ای در حدود m2/g 50 را تولید نمود.

شبیه سازی عددی جریان آشفته در محیط متخلخل و بررسی پارامترهای موثر بر روی آن
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی ارومیه - پژوهشکده فنی و مهندسی 1394
  پدرام جبروتی   عبدالرحمان دادوند

جریان آشفته در یک محیط متخلخل یکی از موضوعات مهم در مطالعات زیست محیطی و مهندسی است. در چند دهه ی گذشته، مدل های متفاوتی توسط پژوهشگران برای تحلیل جریان آشفته در محیط متخلخل ارائه شده است. در کار حاضر از روش حجم کنترل و مدل آشفته k- ? برای شبیه سازی جریان آشفته در یک دامنه هیبریدی (کانال) شامل یک محیط متخلخل همگن و یک ناحیه جریان شفاف استفاده شده است. ماتریس محیط متخلخل از میله های با سطح مقطع دایروی با توزیع مکانی متناوب تشکیل می شود. از نرم افزار تجاری فلونت و از روش میکروسکوبی برای شبیه سازی مسأله مورد نظر استفاده می شود. برای گسسته سازی جملات جابه جایی از روش بالادست مرتبه دوم و از الگوریتم سیمپل برای کوپل کردن سرعت و فشار استفاده شده است. در این پژوهش، به بررسی تغییرات سرعت، فشار و انرژی جنبشی آشفته و تأثیر ماتریس محیط متخلخل روی این متغیرها در محیط متخلخل پرداخته می شود. تحلیل جریان در بستر متخلخل، نشان دهنده-ی تطابق قابل قبول بین نتایج آزمایشگاهی موجود و نتایج عددی حاضر می باشد. مقایسه بین محیط متخلخل با میله های دارای سطح مقطع مربعی و میله های دارای سطح مقطع دایروی نشان دهنده مزیت نوع مربعی بر نوع دایروی از نقطه نظر افزایش انرژی جنبشی توربولانس و در نتیجه عملکرد حرارتی بهتر در خنک سازی می باشد.

تاثیر فاصله لوله ها در سیستم گرمایش از کف روی توزیع دما در فضا
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی ارومیه - دانشکده مهندسی مکانیک 1393
  حسین سعیدی   ایرج میرزایی

سیستم حرارتی گرمایش از کف که انتقال حرارت بصورت تشعشعی سهم زیادی در فرآیند گرمایشی آن دارد ، درمقایسه با سایر سیستمهای حرارتی نه تنها در صرفه جویی و بهینه سازی مصرف انرژی بلکه در مقوله رفاه و آسایش ساکنان ساختمان ها دارای نقاط قوت بسیاری می باشد. برای شبیه سازی مسئله حاضر که بصورت کاملا دوبعدی می باشد، از نرم افزار گمبیت برای تولید هندسه و شبکه بندی و تعریف شرایط مرزی استفاده می شود. برای تحلیل نتایج شبکه ایجاد شده از نرم افزار تجاری دینامیک سیالات محاسباتی فلوئنت 6.3 استفاده شده است. از آنجاییکه در این مسئله عدد ریلی از 1010 بزرگتر می باشد بنابراین شرایط حاکم بر میدان سیال بصورت توربولانس است. برای اعتبار سنجی مدل عددی حاضر از نتایج ونگ و همکاران که بصورت نتایج عددی و آزمایشگاهی می باشند استفاده شده است. سپس برای برای شبیه سازی تاثیر تغییر فاصله لوله های گرمایش از کف بر توزیع دمای اتاق در این قسمت حل معادلات در شرایط پایا انجام می گیرد. دمای آب ورودی به لوله ها که برای گرمایش بکار می رود در 40 درجه سلسیوس ثابت باقی می ماند. در حالت اولیه فواصل لوله ها دو به دو باهم برابر cm 15 d=می باشد که این میزان یکبار به cm 20 و در آخر به cm 25 افزایش پیدا کرده و تاثیر آن بر توزیع دمای اتاق و دمای سطح بررسی می شود. با توجه به توزیع دما برای سه حالت و دمای نقاط میانی که برای راحتی ساکنین اهمیت ویژه ای دارد و همچنین با توجه به نوع کاربری فضا اعم از مسکونی، اداری و... می توان از سه حالت برای فاصله گذاری بین لوله ها استفاده کرد.

تحلیل عددی جوشش جریان در میکروکانالها جهت انتقال سیال
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه ارومیه 1387
  جواد مادردوست   ایرج میرزایی

چکیده ندارد.

بررسی تجربی ضریب انتقال جرم (حرارت) در کانالهای مستطیلی با پره های یک در میان
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان 1368
  ایرج میرزایی   مجید ملکی

همانطوری که می دانید برای کنترل کردن نرخ انتقال حرارت در دستگاههای حرارتی نه تنها می توان سطح انتقال حرارت را تغییر داد بلکه با تغییر دادن میدان جریان نیز می توان تغییرات زیادی را در ضریب انتقال حرارت موجب شد. در این مورد کانالهائی شامل موانع عمود بر مسیر جریان سیال جهت ایجاد اغتشاش و در نتیجه ازدیاد ضریب انتقال حرارت ، فراوان مورد استفاده قرار گرفته است . هدف اصلی این پروژه بررسی تجربی تاثیر میدان جریان روی ضریب انتقال حرارت می باشد لذا اثر هدایتی موانع پره ای موردنظر نیست . برای این کار از تشابه انتقال جرم و حرارت استفاده کرده و مسئله را ازنظر انتقال جرم مورد بررسی قرار می دهیم .درآزمایشات متعدد فاصلهء موانع از یکدیگر تغییر داده شده و اثر آن بر ضریب انتقال جرم (حرارت) بررسی شده است . بدین ترتیب ضریب انتقال جرم (حرارت)در نقاط مختلف کانال با فواصل متفاوت از دهانهء ورودی اندازه گیری شده و در ناحیهء توسعه یافته و ناحیهء ورودی به تجزیه و تحلیل مسئله پرداخته ایم . به منظور شناخت بهتر پدیدهء مورد نظر، آزمایشاتی نیز در زمینهء مشاهدهء میدان جریان و اندازه گیری افت فشارانجام شده است . ابتدا برای کانال صاف و بدون مانع، آزمایشات انجام گرفته و نتایج بدست آمده با نتایج موجود برای کانال صاف مقایسه شده است . باتوجه به تطابق خوبی که نتایج آزمایش با نتایج ارائه شده برای کانال صاف دارند می توان بر صحت نتایج بدست آمده برای حالات دیگر کانال نیز امیدوار بود.