نشست ذرات معلق بر روی سطوح یکی از موضوع های بسیار با اهمیت در بسیاری از صنایع منجمله تهویه مطبوع و فیلتراسیون می باشد. نشست ذرات تحت تاثیر عوامل مختلف انتقال ذره رخ می دهد. این عوامل غالبا نفوذ، الکتروفورسیس، ته نشینی، برخورد، ترموفورسیس و توربوفورسیس هستند. فهم هر چه بیشتر اثر این عوامل بر نشست ذرات در طراحی هر چه بهتر سیستم های صنعتی از قبیل فیلتراسیون نقش بسزایی دارد. استفاده از روش های محاسباتی و تجربی می تواند در فهم هر چه بیشتر عوامل موثر بر نشست ذرات کارگر باشد. لذا در این پژوهش پیش بینی سرعت نشست ذرات با حضور تمامی عوامل انتقال ذره مورد توجه قرار گرفت. برای تحقق این امر از روش های محاسباتی و تجربی در جریان آشفته استفاده گردید. در این پژوهش ابتدا سرعت نشست ذرات با استفاده از روش محاسباتی تعیین گردید. در روش محاسباتی ترکیب جداگانه مدل های توربولانس و با مدل استاندارد دو فازی اویلری برای پیش بینی سرعت نشست ذرات به کار گرفته شد و نتایج بدست آمده با نتایج تجربی و محاسباتی در تحقیقات گذشته مقایسه شد. عوامل موثر بر انتقال ذره یعنی نفوذ براونین و آشفته، ترموفورسیس، توربوفورسیس، الکتروفورسیس، درگ، لیفت ، وزن و زبری سطح بر نشست ذرات در مدل محاسباتی در نظر گرفته شد و تاثیر آنها بصورت جداگانه بر سرعت نشست ذرات مورد بررسی قرار گرفت. ترکیب های دوتایی الکتروفورسیس-نفوذ، الکتروفورسیس- توربوفورسیس ، ترموفورسیس - توربوفورسیس، ترموفورسیس -الکتروفورسیس ، ترموفورسیس- نفوذ، ترموفورسیس- وزن و ترموفورسیس -زبری بطور جداگانه مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج حاصله نشان دادند که مدل های آشفته و بدلیل پیش بینی دقیق مشخصات آشفته جریان، سرعت نشست ذرات را با دقت خوبی نسبت به نتایج آزمایشگاهی پیش بینی می کنند. حضور همزمان نیروهای الکترواستاتیک کولومبی و آیینه ای در یک جریان ایزوترم بر روی یک صفحه قائم باعث می شود الکتروفورسیس در دامنه گسترده تری از قطر ذرات موثر باشد. نتایج همچنین نشان دادند که در حضور همزمان ترموفورسیس و الکتروفورسیس، ترموفورسیس نقش موثرتری بر نشست ذرات دارد. در قسمت دیگری از این پژوهش مدل محاسباتی فاز ذره ساده سازی و دو مدل جدیدپیشنهاد گردید. مدل های پیشنهاد شده اغلب عوامل موثر بر انتقال ذره را پیش بینی می کنند. نتایج نشان دادند که مدل های جدید با دقت بسیار خوبی نسبت به نتایج تجربی در تحقیقات گذشته، نشست ذرات را پیش بینی می کنند. مدل های پیشنهاد شده قابل استفاده در محیط های داخلی و خارجی می باشند. همچنین می توانند در حداقل زمان نسبت به مدل اولیه، سرعت نشست ذرات را در حضور عوامل مختلف پیش بینی کنند. در این رساله با بهره گیری از روش تجربی سرعت نشست ذرات در یک محفظه مکعبی برای نمونه های مختلف ذره در شرایط متفاوت اندازه گیری و با نتایج حاصل از مدل های محاسباتی و نتایج تجربی در تحقیقات گذشته مقایسه شد. نتایج نشان دادند که نشست ذرات در اغلب نمونه ها تحت کنترل عامل ترموفورسیس است و با افزایش دبی حجمی ورودی به محفظه، نقش نفوذ بر نشست ذرات موثرتر می شود.

امروزه به دلیل افزایش بی رویه مصرف انرژی، افزایش بهای سوخت و افزایش آلاینده های محیط زیست استفاده از انرژی های تجدید پذیر بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش میزان انرژی خورشیدی دریافتی بر روی چند هندسه ی سه بعدی مختلف (به عنوان کلکتور خورشیدی) پیش بینی شد. همچنین میزان انرژی و توان خروجی از صفحات فتوولتائیک نصب شده بر روی هندسه های مذکور در حالت سکون در جهات مختلف و ماه های مختلف سال محاسبه و مقایسه شد. از نتایج به دست آمده می توان در ساخت و طراحی خانه های خورشیدی و نیز در طراحی و انتخاب راستای استقرار صفحات فتوولتائیک جهت تامین روشنایی معابر و چراغهای راهنمایی رانندگی استفاده نمود. در بخش مطالعات دینامیکی میزان انرژی دریافتی از صفحات فتوولتائیک نصب شده بر روی سقف واگن قطار مسافربری در مسیر ریلی کرمان-تهران در حالات مختلف (ماه ها، ساعات و سرعت های متفاوت حرکت) محاسبه شد. نتایج نشان داد که میزان انرژی خورشیدی دریافتی بر روی هندسه های ساکن در ماه های گرم سال هنگامی به بیشینه خود می رسد که هندسه ها در راستای شرقی-غربی مستقر شده باشند. همچنین بهترین سرعت برای حرکت واگن مسافربری در مسیر کرمان-تهران جهت تولید بیشترین توان الکتریکی از صفحات فتوولتائیک در طول مسیر، 90 کیلومتر بر ساعت به دست آمد.

ترانس های کامپکت برای خطوط انتقال قدرت متوسط(kw1600ـkw315) به کار گرفته می شوند. این ترانس ها تلفات در شبکه های قدرت را بیشتر از ترانس های هوایی کاهش می دهند. از عمده ترین مشکلات ترانس های کامپکت تهویه نامناسب هوای درون اتاقک و خنک کاری ترانس می باشد. در این پژوهش شبیه سازی اتاقک و جریان هوای داخل آن با استفاده از نرم افزار فلوئنت انجام پذیرفته است. ابتدا عملکرد حرارتی اتاقک از طریق حل عددی مورد بررسی قرار گرفته و سپس نتایج حاصل از حل عددی با داده های تجربی مقایسه شده است. در حل عددی، ترانس به عنوان یک منبع حرارتی دما ثابت در نظر گرفته شده و دیواره های اتاقک در معرض شار حرارتی خورشید و جابه جایی هوای بیرون قرار دارند. توزیع سرعت، فشار و دمای هوای داخل اتاقک پس از حل عددی معادلات پیوستگی، مومنتوم و انرژی درشرایط مختلف تعیین شده است. برای مدل سازی جریان آشفته از مدل k-? استفاده شد. همچنین اثرات تغییرات دمای ترانس و شرایط محیطی بر روی رفتار جریان مورد بررسی قرار گرفت. اعتبار سنجی نتایج حل عددی از راه مقایسه با داده های اندازه گیری شده انجام شد. مقایسه نتایج عددی با نتایج تجربی نشان داد که روش عددی با دقت نسبتا خوبی مشخصات حرارتی جریان هوای داخل اتاقک را پیش بینی می کند و می تواند ابزار مناسبی برای طراحی بهینه این اتاقک ها باشد. نتایج حاصل از بررسی انتقال حرارت اتاقک نشان داد که طراحی فعلی اتاقک مناسب نمی باشد و ضرورت یک بازنگری در طراحی اتاقک در جهت بهبود انتقال توان الکتریکی ترانس احساس می شود.

نیاز روز افزون بشر به انرژی و کاهش منابع فسیلی به عنوان یکی از منابع اصلی تامین انرژی و از سویی نگرانی های مربوط به گرم شده کره زمین، بحث استفاده از انرژی های تجدید پذیر را مطرح ساخته است. انرژی خورشیدی به عنوان یکی از منابع تجدیدپذیر می تواند جایگزین مناسبی برای منابع سوختی فسیلی باشد. امروزه انرژی خورشیدی با روشهای متفاوتی مورد بهره برداری قرار می گیرد که یکی از آنها استفاده از سیستم های فتوولتائیک می باشد. از آنجا که سلو ل های فتوولتائیک به منظور تولید انرژی در محیط های باز و در معرض انرژی تابشی خورشید قرار می گیرند عوامل محیطی بر عملکرد آنها تاثیر می گذارد. بنابراین با توجه به راندمان پایین سلول های فتوولتائیک تلاشهای زیادی انجام شده تا اثرات منفی عوامل محیطی بر عملکرد سلول فتوولتائیک کاهش داده شود. در این تحقیق با طراحی و راه اندازی یک سیستم فتوولتائیک مستقل از شبکه، تاثیر عوامل محیطی بر عملکرد سیستم فتوولتائیک به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا با اندازه گیری توان خروجی سلول های فتوولتائیک و میزان انرژی دریافتی مشاهده گردید که رابطه مستقیمی میان آنها وجود دارد. بنابراین برای تعیین زاویه شیب بهینه به منظور دریافت بیشترین انرژی تابشی از یک مدل محاسباتی استفاده شد و نتایج آن با داده های آزمایشگاهی مقایسه شد. در ادامه با توجه به تاثیر دمای سطح سلول فتوولتائیک بر راندمان آن، تاثیر عوامل مختلف (دمای محیط، انرژی تابشی، سرعت و جهت باد) بر دمای سلول فتوولتائیک مورد بررسی قرار گرفت و با توجه به داده های سیستم آزمایشگاهی، پارامترهای مدل آزمایشگاه ملی سندیا برای پیش بینی دمای سلول فتوولتائیک استخراج گردید. در فصل بعدی تاثیر گرد و غبار بر دمای سطح و راندمان سلول فتوولتائیک با استفاده از داده های سیستم آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تجربی نشان داد که توان خروجی سلول فتوولتائیک در اثر وجود گرد و غبار کاهش پیدا می کند.

انرژی خورشید یکی از انرژی های پاک و تجدید پذیر است که در طبیعت به وفور وجود دارد و از زمان های قدیم نیز بسیار مورد توجه بشر بوده است . پانل های فتوولتائیک از جمله سیستم هایی هستند که انرژی تابشی خورشید را به الکتریسیته تبدیل می کند. این سیستم ها به دو صورت ثابت و متحرک (دنبال کننده خورشیدی) وجود دارند که از لحاظ اقتصادی نوع ثابت آن نسبت به نوع دنبال کننده برتری دارد اما راندمان کمتری را دارا می باشند. یکی از عوامل مهم تأثیر گذار در توان خروجی پانل های فتوولتائیک ثابت زاویه شیب آنها نسبت به سطح افق می باشد که معمولا زاویه ای است که بتواند ماکزیمم انرژی تابشی روی سطح شیب دار در سال دریافت نماید. زاویه سالیانه ای که شیب پانل براساس آن تنظیم می گردد نزدیک به عرض جغرافیایی منطقه محل نصب پانل می باشد. در صورتیکه این زاویه بصورت فصلی و ماهیانه تنظیم گردد سبب افزایش میزان انرژی تابشی دریافتی روی سطح شیب دار می گردد. در این پایان نامه با توجه به معادلات حاکم در تعیین زاویه شیب بهینه پانل زاویه بهینه شیب جهت دریافت ماکزیمم انرژی تابشی روی سطح شیب دار با استفاده از اطلاعات تابش روی سطح افق سال 1389، بصورت سالیانه، فصلی ، ماهیانه و روزانه برای دو شهر میانده- جیرفت و عنبرآباد محاسبه گردیده است. علاوه بر این با لحاظ نمودن تأثیر تعرفه های انرژی الکتریکی زاویه شیبی که درآمد حاصل از فروش برق فتوولتائیک را برای دو بخش خانگی و عمومی ماکزیمم می نماید مشخص شده است. کار شاخصی که در این پایان نامه صورت گرفته است تعیین زاویه بهینه شیبی که مطابق با الگوی بار الکتریکی و رفتار واقعی مصرف کننده می باشد. سپس تعداد و ظرفیت دقیق اجزای اصلی سیستم فتوولتائیک مستقل از شبکه (پانل فتوولتائیک و باطری) جهت تأمین همیشگی انرژی الکتریکی مورد نیاز مصرف کننده بدست آمده است.

منیفولد دود از مهمترین قطعات سیستم اگزوز اتومبیل می باشد که وظیفه جمع آوری و انتقال دود از سرسیلندر به لوله اگزوز را بر عهده دارد. این قطعه در سیکل های با کارکرد بالا و تحت شرایط محیطی مختلف در معرض بیشترین تنش های حرارتی می باشد که ترک و تابیدگی هایی در آن مشاهده میگردد. در این تحقیق منیفولد دود موتور دیزل کوماتسو مدل hd 325-6 با استفاده از روش محاسباتی شبیه سازی شده است. شبیه سازی برای سیال داخل منیفولد و پوسته منیفولد انجام شد. بعد از تعیین خاصیت های جریان گاز ورودی به منیفولد، توزیع دمای پوسته منیفولد بدست آمد. در ادامه از توزیع دمای بدست آمده جهت تعیین توزیع تنش و تغییر شکل منیفولد استفاده شد. توزیع تنش های حرارتی و کرنش های اصلی وارد بر منیفولد با استفاده از معیار فون میسز تعیین شد. همچنین محاسبه تغییر شکل های کلی منیفولد و پیش بینی نقاط تمرکز تنش که محلهای بروز ترک در منیفولد میباشند، نیز انجام گردید. نتایج بدست آمده نشان می دهد که محل های تمرکز تنش بدست آمده از شبیه سازی دقیقا با محل های شکست منیفولد واقعی مطابقت دارد. در ادامه به منظور کاهش تنش های حرارتی، اقدامات اصلاحی بر روی پوسته منیفولد صورت پذیرفت. این تغییرات شامل افزایش ضخامت پوسته و استفاده از فین های حرارتی می باشد. در این تحقیق مشخص گردید، در صورت افزایش ضخامت پوسته در محل های تمرکز تنش، تنش ها به میزا ن 12 درصد کاهش می یابد که تاثیر آن در بهبود کارکرد منیفولد چندان ملموس نمی باشد، لذا در بهینه سازیهای دیگر برای کاهش تنش ها علاوه بر افزایش ضخامت پوسته، استفاده از فین های تیغه ای و حلقوی نیز در دستور کار قرار گرفت که به ترتیب باعث کاهش تنش ها به میزان 15 و 28 درصد می گردند. با توجه به نتایج بدست آمده و همچنین امکان اضافه نمودن فین های حلقوی در فرآیند ریخته گری منیفولد، مناسب ترین روش بهینه سازی افزایش ضخامت موضعی و استفاده از فین های حلقوی تعیین گردید.

این روزها، سیستمهای حرارتی خورشیدی توسعه زیادی در مصارف خانگی و صنعتی پیدا کرده اند. یک کلکتور خورشیدی استاندارد می تواند هم برای تولید آب گرم و هم برای مصارف گرمایشی در یک خانه استفاده شود. این مقاله، به ارزیابی انتقال حرارت مرکب تشعشعی و جابجایی طبیعی در کلکتورهای خورشیدی صفحه تخت می پردازد. برای اولین بار محفظه کلکتور بصورت محیط دخیل در تشعشع در نظر گرفته شده است. ابتدا، مدل مناسب جهت بررسی رفتار حرارتی کلکتور، توسعه یافته و توسط نتایج موجود در دیگر پژوهشها اعتبارسنجی می گردد. سپس این مدل جهت تحلیل انتقال حرارت داخل یک کلکتور خورشیدی صفحه تخت با مشخصات واقعی در شرایط تابش خورشیدی در تابستان برای طیف وسیعی از ضرایب جذب مختلف استفاده می شود. بر طبق نتایج بدست آمده، با افزایش ضریب جذب هوا، دمای صفحه جاذب کاهش و دمای هوا افزایش می یابد. تاثیر ضریب جذب بر دمای هوا نسبت به دمای صفحه جاذب بیشتر است. طبق محاسبات، مقدار عدد رایلی با افزایش ضریب جذب، کاهش می یابند.

از آنجایی که افراد بیشتر وقت خود را در فضا های داخلی می گذرانند، کیفیت هوای فضای داخلی از اهمیت زیادی برخوردار است. علاوه بر نفوذ ذرات از بیرون منابع بسیاری در فضای داخلی نیز منتشر کننده ذرات آلاینده هستند. یکی از این منابع انتشار ذرات آلاینده در فضای داخلی تجهیزات اداری، بخصوص چاپ گر است که ذراتی در محدوده نانومتر وارد محیط می کند. در این پژوهش با استفاده از یک مدل سه بعدی به بررسی جریان هوا و رفتار ذرات منتشر شده از یک چاپ گر در حضور مانکن نشسته در اتاق با سیستم های مختلف تهویه مطبوع جابجایی و اختلاط پرداخته شد. در کار حاضر چهار سیستم تهویه مورد بررسی قرار گرفت. سه سیستم تهویه جابجایی و یک سیستم تهویه اختلاطی.نتایج بدست آمده حاکی از آن است که سیستم تهویه اختلاطی نسبت به سیستم تهویه جابجایی عملکرد بهتری داشته و غلظت در ناحیه تنفسی در این سیستم نسبت به دیگر سیستم های تهویه مورد بررسی در کار حاضر در سطح پایین تری قرار دارد.

یکی از تکنولوژی های توسعه یافته در تولید توان و حرارت از تشعشع خورشید، گردآورنده های سهموی خطی می باشند. بدین منظور در این پایان نامه عملکرد این گردآورنده ها با توجه به اثر نانوسیال و تغییر در هندسه جاذب مورد بررسی قرار گرفت. در همین راستا دو مدل برای تحلیل سیستم ارائه گردید. در مدل اول، عملکرد یک گردآورنده به منظور بررسی اثر نانوسیال روغن/اکسید سیلیسیوم و همچنین اثرات افزودن فین داخلی مارپیچ به روش مقاومتی صورت پذیرفت. همچنین مدل سازی سه بعدی جابجایی اجباری جریان آشفته نانوسیال روغن/اکسید سیلیسیوم تحت شار تشعشعی غیر یکنواخت خورشیدی توسط روش دینامیک سیالات محاسباتی مورد بررسی واقع شد. در راستای افزایش دقت شبیه سازی، نانوسیال به دو صورت تک فاز و دو فاز مدل گردیده و کلیه خواص ترموفیزیکی تابع دما در نظر گرفته شد.