مطالعه حاضر به ارائه تحلیل عددی عملکرد روتور کمپرسور محوری از طریق حل معادلات اویلر دوبعدی می پردازد. روش حجم محدود مبتنی بر محاسبه شار به روش رو1 توأم با ویسکوزیته مصنوعی بسط یافته لیو و همکارش2 و یک روش تصحیح انتروپی، در کنار شرایط مرزی مناسب، برای حل معادلات حاکم به کار گرفته شده است و تاثیر چرخش روتور از طریق فرمول بندی لاگرانژی اویلری اختیاری در روش عددی وارد می گردد. هندسه مساله را مقطع روتور در شعاع میانی، در حد فاصل دو پره متوالی تشکیل می دهد. برای تولید شبکه محاسباتی متعامد و متراکم در نزدیکی مرز، از روش حل معادلات دیفرانسیل استفاده شده است تا یک شبکه محاسباتی ساختار یافته نوع h برای یک گذرگاه کامل جریان در بین پره های روتور بدست آید. روش عددی مورد استفاده در یک کد پیاده سازی شده و کارایی آن با چندین مورد آزمایشی یک و دو بعدی ارزیابی شده است. نتایج نهایی شامل شبیه سازی جریان در شرایط طراحی کارکرد روتور و خارج از آن می باشد. این نتایج با داده های تجربی در دسترس مقایسه شده اند که در این میان پیش بینی مقادیر فشار و دمای سکون سیال بیشترین مطابقت را با مقادیر تجربی متناظر نشان داده اند. در شرایط طراحی و برخی از حالت های خارج از آن حضور شاک در فضای بین دو پره پیش بینی می شود و الگوی تغییر فشار استاتیک، کاهش در ورود به فضای بین دو پره و افزایش تا حد فشار پایین دست، در گذر از روتور است.

امروزه تأمین توان با کم ترین مقدار سوخت مصرف شده، بیشتر از هر زمان دیگری از اهمیت برخوردار است. اما در کنار این افزایش راندمان، کاهش آلاینده های زیست محیطی در دستور کار محققان قرار گرفته است. برای بالا بردن راندمان موتورهای اشتعال جرقه ای، افزایش ضریب تراکم اجتناب ناپذیر است. اما بالا بردن ضریب تراکم، موتور را به شرایط پدیده کوبش نزدیک می کند. کوبش یک پدیده ناخواسته در موتورهای اشتعال جرقه ای است که از احتراق خود به خودی در ناحیه گازهای نسوخته ناشی می شود. در تحقیق حاضر، با ارائه یک مدل ترمودینامیکی سیکل بسته از طریق مدل شبه ابعادی و با الگوی دو ناحیه ای (سوخته و نسوخته) و با در نظر گرفتن سینتیک شیمیایی در هر دو ناحیه، امکان پیش بینی کوبش در ناحیه ی نسوخته به صورت سینتیکی برای سوخت گاز طبیعی فشرده بررسی می شود. در این مدل فرض می شود که مخلوط داخل سیلندر از نظر دما و فشار همگن است. مکانیزم شیمیایی به کار گرفته شده شامل 325 واکنش و 53 گونه شیمیایی می باشد. برای تعیین میزان نرخ سوختن از تابع وایب و برای کد نویسی پدیده ی احتراق از نرم افزار متلب استفاده شده است. برای پیش بینی ضربه از معیار پارامتر مشخصه ضربه (knock criterion) استفاده شده است. تأثیر پارامترهایی نظیر نسبت اکی والانسی، رطوبت نسبی هوا، آوانس جرقه، نسبت تراکم و کیفیت سوخت مورد استفاده بر احتمال بروز این پدیده مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج تجربی دارای مطابقت قابل قبولی می باشد.

در این پایان نامه، یک کد شبه بعدی جهت بررسی تأثیر پارامترهای عملکردی و طراحی بر احتراق hcci در طی یک سیکل کامل موتور، توسعه داده شده است. مراحل تبادل گازها و معادلات حاکم بر جریان سیال در تمام مراحل به صورت شبیه بعدی در نظر گرفته شده است. جهت مدل انتقال حرارت از مدل k-? و برای مدل سازی مرحله احتراق از روابط و کتابخانه چمکین استفاده شده است. سوخت مورد استفاده در این شبیه سازی گاز طبیعی فشرده cng است که برای بررسی آن از مکانیزم شیمیایی مفصل که شامل 310 گونه و 1701 واکنش است، استفاده شده که توانایی بررسی میزان nox تولیدی را نیز دارد. از آنجایی که کد صفر بعدی است می توان از آن برای بررسی سوخت های گوناگون با مکانیزم مفصل، بدون داشتن نگرانی از سرعت شبیه سازی استفاده کرد. در ادامه به بررسی تأثیر پارامترهای عملکردی و طراحی بر احتراق hcci بر روی موتور ولوو td100 با سوخت گاز پرداخته و نتایج همراه با نمودارهای مربوطه آورده شده است. از نتایج بدست آمده برای طراحی سیستم کنترل الکتریکی موتور می توان استفاده کرد و با استفاده از این شبیه سازی می توان یک احتراق پایدار در محدوده وسیعی از شرایط عملکردی طراحی کرد.

با توجه به اهمیت صرفه جویی در میزان مصرف سوخت و همچنین کنترل آلاینده ها به خصوص در سال های اخیر، صنعت موتورهای احتراق داخلی به طور پیوسته به دنبال جایگزین بهتری برای موتورهای اشتعال جرقه ای (si) و اشتعال تراکمی (ci) بوده است. موتورهای اشتعال تراکمی شارژ همگن (hcci) به عنوان یکی از جایگزین ها، به طور گسترده ای موضوع تحقیق پژوهشگران در سال های اخیر قرار گرفته است. بهبود راندمان در مقایسه با موتور si و کاهش میزان آلاینده های nox و دوده در مقایسه با موتور ci به دلیل استفاده از سوخت همگن، عدم وجود فرآیند انتشار شعله و کاهش حداکثر دمای احتراق، از ویژگی های موتور hcci می باشد. در این پایان نامه، یک کد چندبعدی به منظور شبیه سازی احتراق در یک موتور hcci توسعه داده شده است. مدل سازی از طریق ترکیب دینامیک سیال با سینتیک شیمیایی انجام می شود. از یک مکانیزم شیمیایی کاهش یافته با تعداد 27 گونه و 26 واکنش، جهت مدل کردن اکسیداسیون نرمال هپتان به عنوان سوخت، استفاده شده و مکانیزم دیگری جهت پیش بینی آلاینده ی nox به آن افزوده شده است. نتایج به دست آمده تطابق خوبی با نتایج تجربی دارند. در نهایت تأثیر چند پارامتر عملکردی از قبیل دما و فشار اولیه، نسبت تراکم و نسبت هم ارزی روی احتراق و آلاینده ها در موتور hcci بررسی شده است.

در این پایان نامه یک سلول پیل سوختی غشاء پلیمری با استفاده از مدل یک بعدی، پایا و همگن مورد مطالعه قرار می گیرد. در ابتدا معادلات حاکم بر صفحه توزیع گاز و لایه نفوذ گاز استخراج و افت های اهمی و میزان انتقال اکسیژن در آن مدلسازی می گردد. ودر ادامه لایه کاتالیست کاتد که کلیدی ترین بخش پیل سوختی می باشد با استفاده از روش همگن مدلسازی می شود و معادلات دیفرانسیل حاکم بر لایه کاتالیست کاتد استخراج شده و با استفاده از یک کد کامپیوتری در زبان تجاری مطلب حل می شود. و از آن افت فعالسازی بدست می آید و در ادامه میزان افت اهمی در غشا پلیمری و همچنین افت غلظت نیز با استفاده از یکسری فرضیات مهندسی مدلسازی می گردد. سرانجام با استفاده از تمامی افت ها، ولتاژ کلی پیل سوختی محاسبه شده و منحنی ولتاژ خروجی پیل رسم شده و نتیجه حاصله از این تحقیق با نتایج تجربی مقایسه می شود و مشاهده می شود که تطابق خوبی وجود دارد. در ادامه منحنی قطبیت پیل رسم می شود.پس از رسم منحنی قطبیت، در ادامه تاثیر پارامترهای طراحی شامل تغییر تعداد کانال های گاز که روی صفحات توزیع کننده گاز قرار دارد، تغییر پارامترهای ضریب تخلخل لایه نفوذ گاز ، میزان اشباع شدگی لایه نفوذ گاز، ضخامت لایه نفوذ گاز ، میزان بارگذاری جرمی پلاتین و کربن لایه کاتالیست کاتد، میزان اشباع شدگی لایه کاتالیست کاتد، میزان نفوذ لایه نفوذ گاز در لایه کاتالیست کاتد، میزان نفوذ غشاء در لایه کاتالیست کاتد، ضخامت لایه کاتالیست کاتد ، ضخامت لایه غشاء و تاثیر یکسری از پارامترهای عملکردی پیل مانند دما و فشار کاری بر ولتاژ، افت فعالسازی، توان، بازده و میزان حرارت تولیدی پیل سوختی مورد بررسی و تحلیل قرار می گیرد. نتایج نشان می دهد تاثیر میزان اشباع شدگی لایه کاتالیست کاتد نسبت به سایر پارامترها بر کارایی پیل بیشتر است. مقایسه نتایج مدل شده با نتایج تجربی صحت مدل سازی این پیل را نشان می دهد؛ و در ادامه پروفیل های غلطت اکسیژن و افت غلظت، افت فعالسازی و چگالی جریان پرتونی در داخل لایه کاتالیست مورد بررسی و تحلیل قرار می گیرد. که نشان می دهد تقریباً بخش زیادی از جریان تولیدی در داخل لایه کاتالیست کاتد در اوایل لایه کاتالیست می باشد که تقریباً بین 30%-10% از کل طول لایه کاتالیست را شامل می شود. در پایان خلاصه نتایج حاصل از مطالعه پارامتری انجام شده که شامل بازه مورد بررسی برای پارامتر مذکور، میزان تاثیر آن پارامتر بر کارایی پیل و مقدار بهینه آن، ارائه شده است.

در این پایان نامه، حل عددی سه بعدی برای ارزیابی کارایی یک پیل سوختی با غشا پلیمری با نرم افزار فلوئنت صورت گرفته است. در ابتدا هندسه کانالهای جریان پیل سوختی از مستطیلی به مربعی، نیم دایره ای و مثلثی تغییر یافته و کارایی پیل سوختی در هر یک از این هندسه های با یکدیگر مقایسه شده اند. نتایج نشان می دهد که کارایی پیل سوختی با مقطع مستطیلی نسبت به بقیه هندسه ها بهتر و کارایی پیل سوختی با مقطع مثلثی از همه هندسه کمتر می باشد. سپس دمای کاری پیل سوختی تغییر داده شده است و نتایج برای دماهای مختلف ارزیابی شده اند. نتایج نشان می دهد که با افزایش دمای کاری از 323 کلوین تا 353 کلوین ، کارایی پیل سوختی افزایش می یابد. این امر به این دلیل می باشد که افزایش دمای واکنش سبب افزایش انرژی حرارتی موجود در سیستم می شود و تمامی ملوکولها با افزایش دما ارتعاش بیشتری می کنند و منجر به افزایش نرخ واکنش می شوند. در انتها، فشار کاری پیل سوختی تغییر داده می شود و کارایی در فشارهای مختلف ارزیابی می شوند. نتایج نشان می دهد که افزایش فشار سمت آند تا 2 اتمسفر و سمت کاتد تا 4 اتمسفر سبب افزایش کارایی پیل سوختی می شود.

جدایش جریان و جریان بازگشتی به دلیل تغییرات ناگهانی در هندسه جریان در بسیاری از کاربردهای مهندسی رخ می دهد و میزان زیادی از جریان سیال کم انرژی و پر انرژی در ناحیه بازگشتی با هم دیگر آمیخته می شوند. در نتیجه، این پدیده ها تاثیر بسیار زیادی را بر روی انتقال حرارت از این وسایل می گذارند. در چنین هندسه هایی، اندازه ناحیه جریان بازگشتی مشخص کننده ویژگیهای کلی مانند انتقال حرارت و جریان سیال است. هدف از انجام این تحقیق شبیه سازی عددی جریان آشفته سیال در یک کانال با پله قائم پیشرو و کنترل لایه مرزی با دمش/مکش در پای پله است. برای شبکه بندی هندسه از نرم افزار گمبیت و برای شبیه سازی عددی از نرم افزار فلوئنت استفاده شده است. در این تحقیق معادلات دو بعدی پیوستگی، ممنتوم و انرژی برای جریان سیال تراکم ناپذیر و درحالت پایا توسط روش حجم محدود با استفاده از الگوریتم سیمپل حل می شوند. عدد رینولدز جریان در محدوده جریان آشفته است. همچنین برای صحت سنجی، نتایج عددی با نتایج آزمایشگاهی اوربا و همکاران مقایسه شده است. برای بررسی تاثیر مقدار شدت دمش و مکش، از پارامتر بدون بعد ضریب جریان c_q استفاده شده و نتایج نشان داد دمش و مکش هر کدام با فیزیک جریانی متفاوت در پای پله باعث کوتاه تر شدن طول ناحیه جدایش می شوند. همچنین برای بررسی اثربخشی خنک کاری، از سیال با دمای پایین تر از سیال اولیه در پایه پله استفاده شد. در نهایت با بررسی نحوه انتقال ممنتوم و انتقال حرارت بین دو سیال داغ و خنک، میزان تاثیر نسبت دمش بر اثربخشی خنک کاری لایه ای مورد بررسی دقیق قرار گرفت.

یکی از مهم ترین تجهیزات نیروگاه های بخار، برج های خنک کن هستند. استفاده از برج های خنک کن جابجایی طبیعی خشک تحت شرایط معینی از جمله کافی نبودن آب و مشکلاتی از قبیل جلوگیری از تلفات آب از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است. با توجه به مشکل کمبود آب در کشور ما، لزوم استفاده از برج های خنک کن خشک مشهود به نظر می رسد. در تحقیق حاضر، تأثیر باد بر راندمان برج خنک کن های خشک شبیه سازی شده و مورد بررسی قرار گرفته است. شبیه سازی انجام گرفته، در سه بعد بوده و در شرایط کاری واقعی و به روش حجم محدود و با استفاده از الگوریتم سیمپل انجام گرفته است و برای اثر اغتشاش مدل مغشوش در نظر گرفته شده است. همچنین فضای داخل و اطراف برج در دو حالت حضور و عدم حضور باد در نظر گرفته شده است. در سرعت های زیاد وزش باد، به هم خوردن توزیع فشار استاتیکی در قسمت های پایه و دهانه ی خروجی برج، موجب کاهش راندمان برج می شود. همچنین به دلیل عبور جریان باد به صورت مماسی از روی رادیاتورهای کناری برج، این رادیاتورها با کاهش مکش هوا روبرو می شوند. در شبیه سازی حاضر جهت افزایش راندمان برج خنک کن در هنگام وزش باد، با تغییر سطح مقطع برج و همچنین تنظیم دریچه های ورودی هوا به رادیاتورها توانستیم راندمان برج را در حدود 23 درصد افزایش دهیم.

در این تحقیق با استفاده از شبیه سازی عددی، جریان سیال در تفکیک کننده های واحد تنظیم نقطه شبنم مورد مطالعه قرار گرفته است. بررسی اثر شکل صفحات جداکننده و فاصله بین صفحات در افزایش کارایی تفکیک کننده های دو فاز(گاز - مایع) از بخش های اصلی این تحقیق می باشد.برای تعیین اثر هندسه صفحات بر رفتار جریان، سه نوع تیغه مختلف گرد، تیز و هندسه اصلی (تخت) مورد بررسی قرارگرفته اند. دراین پروژه از مدل فازگسسته برای پیش بینی مسیر قطرات ،واز روش روزین- راملر برای پیش بینی توزیع اندازه ی قطرات مایع استفاده شده است. همچنین برای شبیه سازی آشفتگی جریان روش تنش های رینولدز مورد استفاده قرار گرفته است. با توجه به شرایط عملیاتی جداکننده، مواد مورد نظر برای فاز پیوسته متان و همچنین پنتان، بنزن، هگزان، هپتان، اکتان، دیزل، گازوئیل و نفت کوره انتخاب شده اند.. نتایج بدست آمده نشان دهنده مقادیر راندمان و افت فشار برای تیغه های مورد بررسی به ترتیب: تیغه نوک گرد حدود %20 و(pa)05/20 ، تیغه مربوط به هندسه اصلی (تخت) حدود %30 و(pa)91/30 ، تیغه نوک تیز حدود %5/22 و(pa)46/37 می باشد.

فرآیندهای صنعتی معمولا گرمای زیادی تولید می کنند که باید به نحوی آن را دفع کرد تا شرایط عملکرد مناسبی را بوجود آورند . برجهای خنک کننده تر اجباری با هسته خنک کننده لایه ای بصورت گسترده ای در حال استفاده هستند .نوع هسته خنک کننده نقش بسیار مهمی در فرآیند انتقال حرارت و جرم بین آب و هوا را به عهده دارد. در این تحقیق عملکرد سه نوع هسته خنک کننده لایه ای موج دار افقی ، قائم و مختلط در برح خنک کن مورد بررسی قرار گرفته ،که برای رسیدن به این هدف با استفاده از مدل مرکل که انتقال حرارت از آب به هوا را در برج خنک کننده تبخیری با جریان غیر همسو تشریح می کند و شرایط طرح نیروگاه بیستون کرمانشاه و رابطه تجربی تغییرات مشخصه حرارتی با تغییرات دبی جرمی آب به هوا در سه نوع هسته خنک کننده مذکور، پارامترهای عملکردی ( نظیر دمای آب سرد، دامنه خنکی) آنها محاسبه و نتایج حاصله با یکدیگر و با مقادیر واقعی آنها در نیروگاه یاد شده ، مقایسه و نتیجه گیری شده است. نتایج این تحقیق نشان داده است که از بین سه نوع هسته خنک کننده موج دار افقی و قائم و مختلط ،هسته خنک کننده موج دار مختلط با توجه به داشتن شرایط مناسب از قبیل ضریب انتقال جرم بیشتر ،نسبت سطح به حجم بیشتر و افت فشار کمتر از عملکرد بسیار بهتری نسبت به دو نوع لایه ای موج دار افقی و قائم برخورداربوده وکاربرد آن در نیروگاه بیستون میتواند عملکرد حرارتی مناسب تری داشته باشد.

در تحقیق حاضر مدلسازی یک بعدی احتراق پیش آمیخته توربولانس متان-هوا در یک مشعل متخلخل یک لایه انجام شده است. برای شبیه سازی عددی یک کد خانگی توسعه داده شده است که در آن از کدchemkin ?? استفاده شده است و معادله انرژی فاز جامد و همچنین معادله تشعشع نیز به آن افزوده شده است. معادلات انرژی فاز جامد و گاز و معادلات انتقال حاکم بر گونه های شیمیایی با استفاده از روش تفاضل محدود حل شده است و اثرات تشعشعی ماتریس جامد نیز با استفاده از روش جهت های مجزا لحاظ شده است. برای شبیه سازی فرایند احتراق از سینتیک کامل و برای شبیه سازی تاثیر توربولانسی از مدل k-? ماکروسکوپیک استاندارد استفاده شده است و نتایج بدست آمده با استفاده از داده های شبیه سازی توربولانس انطباق بسیار خوبی با نتایج تجربی دارد .

استفاده از اثرات میدان مغناطیسی، کاربردهای زیادی در صنایع مختلف دارد. در مبحث هیدرودینامیک مغناطیسی، به مطالعه و بررسی جریان سیال هادی الکتریسیته در حضور میدان مغناطیسی پرداخته می شود. وقتی که سیال هادی الکتریسیته و در حال حرکت، در معرض یک میدان مغناطیسی قرار می گیرد، نیرویی به نام نیروی لورنتز در آن فعال می شود که با نیروی شناوری مقابله می کند، به طوری که جریان جابجایی را به واسط? کاهش سرعت سیال تضعیف کرده و یا در شرایط ایده آل می تواند آن را از بین ببرد. از طرفی استفاده از نانوسیال ها به عنوان خنک کننده راهی برای بهبود انتقال حرارت می باشد. در این مطالعه، انتقال حرارت جابجایی آزاد نانوسیال آب- al2o3 درون یک حفر? بسته مربعی و تحت تأثیر میدان مغناطیسی یکنواخت بررسی شده است. دیواره های بالا و پایین محفظه عایق بوده و دیواره های عمودی در دماهای th و tl ثابت نگه داشته می شوند. جریان آرام و یکنواخت در نظر گرفته شده و معادلات پیوستگی، ممنتوم و انرژی به صورت عددی حل شده اند. تأثیر پارامترهای مختلف از قبیل عدد رایلی ( )، کسر حجمی ( ) و عدد هارتمن ( ) روی میدان جریان و دما و همچنین انتقال حرارت نانوسیال درون محفظه، بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که نرخ انتقال حرارت با افزایش عدد رایلی افزایش می باید در حالی که با افزایش عدد هارتمن نرخ انتقال حرارت کاهش می یابد. همچنین عدد ناسلت متوسط روی دیوار? داغ، با افزایش کسر حجمی افزایش می یابد در حالی که این روند در حضور میدان مغناطیس قوی، معکوس می گردد.

با پیشرفت کامپیوترهای شخصی، دینامیک سیالات محاسباتی به طور گسترده ای در شاخه های مختلف صنعتی مورد استفاده قرار گرفته است. در سال های اخیر، استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی عددی از اعتبار خاصی در فهم فیزیکی انواع مختلف سیستم هایی که تحت تأثیر میدان مغناطیس خارجی قرار دارند، برخوردار شده است. هدف از این پایان نامه بررسی تأثیر پارامترهای مختلف بر روی رفتار حرارتی و هیدرودینامیکی، سیال در یک محفظه بسته تحت تأثیر میدان خارجی مغناطیس و مطالعه توزیع میدان دما و سرعت، تابع جریان و عدد نوسلت با استفاده از مدل سازی همزمان معادلات ناویر استوکس و انر‍ژی برای جریان جابجایی آزاد در رژیم آرام در داخل ناحیه محاسباتی می باشد. به منظور پیدا کردن جواب های فیزیکی قابل قبول و همگرا شده، قبل از انجام شبیه سازی ها استقلال مساله از شبکه کنترل گردیده است. جهت بررسی مدل عددی و صحت نتایج بدست آمده، نتایج شبیه سازی نهایتاً مورد بررسی و تحلیلی قرار گرفته و با نتایج تجربی موجود در مقالات مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش عدد گراشف ضریب انتقال حرارت افزایش می یابد در حالیکه این پارامتر با افزایش عدد هارتمن کاهش پیدا می کند. علاوه بر این، با افزایش زاویه میدان مغناطیس عدد نوسلت و مقدار حداکثر تابع جریان کاهش پیدا می کند. نهایتاً نتایج نشان می دهد اعداد پرانتل بالاتر سبب افزایش عدد نوسلت و کاهش مقدار حداکثر تابع جریان می شود.

آب شیرین در اکثر کشورهای دنیا به سرعت در حال تبدیل شدن به یک منبع کمیاب می باشد. از میان تکنولوژهای جدید که در فرایند تصفیه آب جهت شیرین سازی آب دریا و آب لب شور استفاده می شوند تکنولوژی اسمز معکوس یکی از بهترین آن ها به حساب می آید. در حقیقت با در نظر گرفتن هزینه سرمایه گذاری و میزان مصرف انرژی، تکنولوژی اسمز معکوس به خصوص در مقایسه با روش های حرارتی اقتصادی ترین فرایند می باشد. المان مارپیچی به دلیل حجم پایین و صرفه اقتصادی بیشترین کاربرد را در این سیستم تصفیه آب دارد. مشکل عمده این المان ها به وجود آمدن پلاریزاسیون غلظت و رسوب-گیری در آن ها بوده که باعث کاهش شار محصول و افزایش عبور نمک از عشاء می شود. و همچنین افت فشار را در المان بالا می برد. این مطالعه ، کاربرد دینامیک سیالات محاسباتی را در مدل سازی فرایند غشایی با نیرو محرکه فشاری برای یک سیستم اسمر معکوس بیان می کند . در این پایان نامه مدل سازی سه بعدی با استفاده از نرم افزار تجاری ansys cfx 12.1 انجام شده است . لایه های خمیده در المان مارپیچی به وسیله کانال غشایی تخت تقریب زده شده است. انتقال مومنتوم و جرم در این کانال غشایی به ترتیب با معادلات ناویراستوکس و معادله انتشار نفوذ بیان شده است. جریان به صورت آرام دائم و تراکم پذیر با خواص ثابت فرض شده است. از قانون دارسی برا ی مدل کردن جریان در عبور از غشاء نفوذ پذیر ثابت استفاده شده است نتایج نشان دهنده کاهش میزان شار آب خالص در امتداد غشاء در اثر تجمع املاح و افت فشار، تاثیر اندکی روی شار محصول دارد. نتایج بدست آمده از توزیغ غلظت نمک موجود در آب نشان می دهد که با افزایش اختلاف فشار اعمالی پلاریزاسیون غلظت روی سطح غشاء افزایش می یابد که باعث کاهش شار محصول می گردد.

در این مطالعه، انتقال رسوب در ناحیه عمق کاستگی یا در خارج از ناحیه شکست مورد بررسی قرار گرفته است. این مطالعه با هدف پی بردن به این مسئله صورت پذیرفته که آیا می توان میزان انتقال رسوب در این ناحیه را با استفاده از یک کانال با ابعاد هندسی و مشخصات هیدرولیکی خاص مدل نمود. این مشخصات و ابعاد به گونه ای در نظر گرفته شده اند که بیشترین شباهت به مشخصات متناظر در ناحیه عمق کاستگی را داشته باشند. برای این مدل سازی از معادلات هیدرولیکی حاکم بر رفتار رسوب – سیال در یک کانال که به معادلات de saint venant معروف هستند، استفاده شده است. این معادلات با استفاده از روش عددی و صریح lax-ftcs و با بهره گیری از شرائط مرزی متناسب کدنویسی شده اند. بعد از معرفی مقادیری مناسب از پارامترهای تاثیر گذار بر روی رفتار رسوب، نتایج حاصل از این مدل عددی بدست آمده و با نتایج مربوط به روش تحلیلی استفاده از پروفیل ترکیبی موج –جریان، مورد مقایسه قرارگرفته است. در روش تحلیلی مذکور انتقال رسوب با استفاده از معادلات هیدرولیکی پایه حاکم در ناحیه لایه مرزی موج و جریان و تعیین سرعت ها و تنش های برشی موج و جریان و نیروهای آستانه لازم برای حرکت رسوب، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از مقایسه دو روش نشان دهنده توافقی نسبتا خوب بین نتایج بدست آمده از مدل کانال و روش استفاده از مدل ترکیبی موج –جریان می باشد. در این حالت، نشان داده شد که نتایج بدست آمده از این تز در دامنه ای خاص از پارامترهای تاثیرگذار توافق خوبی با نتایج تحلیلی دارد و در نتیجه می توان از این نتایج در برخی از سواحل استفاده نمود.

با توجه به مصرف روز افزون انرژی و بحران کمبود آن ، می بایست اقداماتی در جهت بهینه سازی مصرف انرژی انجام داد. با عنایت به تحقیقات انجام شده، قسمت قابل توجهی از انرژی در بخش تجاری و خانگی و از این مقدار حدود 70 درصد در قسمت تأمین آسایش حرارتی و برودتی ساکنین صرف می شود. از بین عوامل دخیل در بار حرارتی و برودتی یک فضا به یک اولویت بندی رسیدیم که نشان می دهد اندازه ی دیوارها مهمترین عامل دخیل در بار یک فضا هستند و عامل مهم دیگر میزان عبور حرارت از پنجره است (ضریب انتقال حرارت پنجره). علاوه بر اولویت فوق، در مورد دو عامل دیگر که در اولویت های بعدی بودند با انجام مدل سازی و تغییر پارامترها نتیجه زیر بدست آمد: بهترین حالت برای قرارگیری ساختمان ها این است که به صورت مستطیل شکل باشند و طول آن در راستای شمال – جنوب قرار گیرد. همچنین استفاده از عایق حرارتی با ضخامت 4 اینچ ( 100 میلی متر ) در لایه های داخلی دیوارهای خارجی می تواند تا 90 درصد راندمان حرارتی به دیوارها بدهد. و اینکه استفاده از پنجره های دوجداره با انواع مختلف قاب، شیشه و گاز مابین شیشه ها بین 20 تا 40 درصد به کاهش مصرف انرژی در یک فضا کمک می کند.

در این تحقیق، شبکه ی مبدل های گرمایی فرایند تولید پلی اتین شبک مجتمع پلیمر آریاساسول (واقع در پارس جنوبی) و امکان بهبود آن مورد بررسی قرار گرفته است. در شبکه ی مبدل های موجود، بخش زیادی از انرژی لازم برای سرد و گرم کردن جریان ها از منابع خارجی تامین می شود. ابتدا هدفگذاری شبکه با استفاده از تکنولوژی پینچ انجام و معلوم شد که امکان بازیافت انرژی بیش تری بین جریان های فرایندی گرم و سرد و کاهش استفاده از منابع خارجی انرژی وجود دارد. خصوصیات فیزیکی جریان ها از قبیل چگالی و ضریب انتقال گرما، با استفاده از روابط تجربی اندازه گیری و ظرفیت گرمایی جریان ها ثابت فرض شد. پس از بررسی اثر متقابل بین هزینه ی سرمایه گذاری اولیه برای مبدل های شبکه و هزینه ی منابع خارجی انرژی، مقدار کم ترین اختلاف دمای بهینه ی سبکه، به دست آمد و مشخص شد که به ازای آن فقط به منبع خارجی سرد نیاز است و با حذف منبع خارجی گرم (معادل 2522 میلو وات) یک مساله ی آستانه به شمار می رود. در این مقدار بهینه، هزینه ی کلی هدفگذاری شده ی شبکه، کم ترین مقدار ممکن را داراست. شبکه ی مبدل ها به ازای این مقدار بهینه، طبق اصول تکنولوژی پینچ طراحی شد و با شبکه ی موجود مقایسه گردید. این شبکه دارای تعداد مبدل ها و سطح تبادل گرمای بیش تری نسبت به شبکه ی موجود است به طوری که هزینه ی سرمایه گذاری آن 37/2% نسبت به شبکه موجود بیش تر است. ولی هزینه های انرژی آن 43/8% نسبت به شبکه ی موجود پایین تر می باشد و در مجموع هزینه کلی سالیانه ی ان 32/9% نسبت به شبکه ی موجود کاهش دارد. همچنین طرح های دیگری برای چندین کم ترین اختلاف دمای دیگر ژیشنهاد شده که بهره بردار می تواند بسته به شرایط بودجه ای خود (هزینه های جاری و سرمایه گذاری)، هر یک از آنها را انتخاب کند.

یک نانوسیال ترکیب نانوذرات در سیال پایه می باشد. نانوسیال ها به دلیل ضریب رسانایی گرمایی بالایشان جزء سیالات مورد استفاده برای راندمان بیشتر انتقال حرارت می باشند. در حال حاضر اختلافات قابل ملاحظه ای برای ضریب رسانایی گرمایی آن ها در مقالات وجود دارد. از طرفی مکانیزم های افزایش رسانایی گرمایی نانوسیال ها به طور کامل درک نشده است. در قسمت اول این مطالعه مرور مفصلی بر روی مطالعات انجام شده بر روی رسانایی گرمایی نانوسیال ها انجام شده است. مطالعات تجربی در زمینه تأثیر برخی پارامترهای از قبیل کسر حجمی، اندازه نانوذرات و دما بر روی رسانایی گرمایی نانوسیال ها بیان شده است. مکانیزم های پیشنهاد شده برای توضیح چگونگی افزایش ضریب رسانایی نانوسیال ها جمع بندی شده و مدل های مربوطه ذکر شده است. پیش بینی های برخی از مدل ها با نتایج تجربی مقایسه و اختلافات مشخص شده است. مطالعه بر روی انتقال حرارت جابجایی آزاد جهت کاربردهای عملی نانوسیال ها در وسایل انتقال حرارتی دارای اهمیت بالایی می باشد. مطالعات اخیر نشان داده اند که علت بهبود انتقال حرارت نانوسیال ها تنها در اثر افزایش ضریب رسانایی گرمایی آن ها نمی باشد. پراکندگی حرارتی نیز به عنوان عامل بهبود انتقال حرارت به دلیل حرکت تصادفی نانوذرات در سیال بیان شده است. در قسمت دوم این مطالعه جهت ارزیابی مدل پراکندگی حرارتی موجود در مقالات، جابجایی آزاد نانوسیال ها آب-اکسید آلومینیوم ، آب-مس و آب-تری اکسید تیتانیوم درون حفره مستطیل شکل با مرزهای عمودی هم دما و مرزهای افقی عایق به صورت عددی بررسی شده است. مدل عددی از طریق مقایسه با نتایج آزمایشگاهی صحت سنجی شده و مطابقت قابل قبولی مشاهده شده است. نتایج نشان می دهد که نانوسیال آب- مس نسبت به نانوسیال های بررسی شده دارای انتقال حرارت بهتری می باشد. همچنین با افزایش کسر حجمی نانوذرات انتقال حرارت بهبود می یابد.

با بزرگ تر شدن شهرها و افزایش جمعیت آن ها از یکسو و گسترش صنایع و کارخانه ها از سوی دیگر مسأله جمع آوری و دفع فاضلاب از اهمیت زیادی برخوردار می گردد ، وجود فاضلاب ها یکی از عوامل آلودگی محیط زیست می باشد که می بایست جمع آوری ، پالایش و تصفیه گردد و در حد امکان به چرخه طبیعی بازگردانده شود. فاضلاب سیالی مرکب از آب و فاضلاب می باشد که با انتقال و خارج شدن آب احتمال ته نشین شدن لجن بسیار زیاد می باشد که همین امر موجب گردیده است تاکنون برای خارج کردن لجن از لوله ها هزینه های گزافی چون استفاده از نیروی انسانی ، ماشین آلاتی چون ,واترجت و ... پرداخت شود. با توجه به اینکه رفتار لجن فاضلاب رفتار سیال غیر نیوتنی می باشد ، می توان با استفاده از علم رئولوژی به مطالعه آن دسته از خواص ماده که حاکم بر روابط بین تنش و تغییر شکل می باشند پرداخت که استفاده از روابط موجود جهت محاسبه خواص رئولوژیکی به کمک اطلاعات تجربی، نیازمند داشتن درک عمیقی از مفاهیم تنش و کرنش است. در این مطالعه در فصل اول به بررسی شبکه های فاضلاب بر اساس ضوابط طراحی موجود و بررسی رفتار سیالات پرداخته ، مدلی نزدیک به رفتار لجن فاضلاب معرفی و مطالعاتی که در این زمینه تاکنون انجام پذیرفته بیان می نماییم، سپس در فصل دوم جریان سیال در لوله های شبکه های فاضلاب را تحلیل ، معادلات حاکم را بدست آورده و با ساده سازی معادله توزیع سرعت را محاسبه می نماییم. در فصل سوم به بررسی پارامترهای موثر بر سرعت جریان پرداخته و توزیع سرعت در لایه های مختلف را به صورت کانتور دو و سه بعدی ترسیم می کنیم و در نهایت در فصل چهارم تنش های وارد شده بر سیال لجن ته نشین شده و اثرات پارامترهای موثر بر جریان و تنش های سیال را در کانتورهای دو بعدی و سه بعدی ترسیم، بررسی نموده و در فصل آخر نتایج را ذکر و موثرترین راهکار جهت حرکت لجن ته نشین شده در کف لوله را ارائه و اقداماتی را که در آینده در ادامه این پروژه می توان انجام داد را بیان می نماییم.

ز در سیستم تولید همزمان، در مواردی که محرک اولیه قادر به تامین توان مورد نیاز سیستم نباشد، این کمبود توان از شبکه خریداری می گردد در صورت استفاده از سیستم های خورشیدی می توان این کمبود توان را با استفاده از پانل های فتوولتائیک تامین نمود. یکی از مزایای اصلی این طرح، قابلیت استفاده در مناطق دور افتاده و صعب العبور است که به شبکه سراسری دسترسی ندارند. اما با توجه به بالا بودن هزینه سرمایه گذاری اولیه در سیستم های فتوولتائیک لازم است، امکان استفاده از این سیستم از لحاظ پارامترهای اقتصادی و دوره برگشت سرمایه مورد بررسی قرار گیرد. در این پایان نامه، امکان سنجی استفاده از پانل فتوولتائیک برای تامین کمبود انرژی سیستم از لحاظ اقتصادی بررسی شده است برای این منظور، با استفاده از تحلیل اگزرژی- اقتصادی و معرفی تابع هدف بر اساس سود سالیانه تعداد و نوع محرک، سود سالیانه و دوره برگشت سرمایه برای دو حالت فروش ( امکان فروش برق اضافه به شبکه سراسری) و غیر فروش (عدم امکان فروش برق اضافه به شبکه) بررسی شده است

بررسی مقالات و کتاب ها نشان می دهد شبیه سازی احتراق کوره های استوانه ای برای تعیین توزیع دما بر روی تیوب ها انجام نشده است و از طرفی طبق سوابق تجربی و استانداردها، تیوب های در معرض حرارت از نخستین محل های مورد نظر برای خرابی کوره ها می باشد. در این راستا، این تحقیق با استفاده از شبیه سازی عددی احتراق در کوره h-701 واحد 700 شرکت پالایش گاز سرخون و قشم انجام شده است. بدین منظور، پس از جمع آوری و بررسی داده های گردآوری شده، مشتمل بر مدارک و اطلاعات طراحی اولیه کوره و نیز داده های عملیاتی کوره h-701، مدل سازی کوره، با در نظر گرفتن هندسه دقیق آن انجام شده است. حل عددی توسط روش های دینامیک سیالات محاسباتی (cfd) با در نظر گرفتن مدل کی- اپسیلون در آشفتگی، مدل دیسکریت اوردینیت در تابش و مدل اسپشیس ترنسپورت برای احتراق صورت پدیرفته است. داده های طراحی کوره به عنوان شرایط مرزی و اجزای سوخت در نظر گرفته شده است. با توجه به نتایج، وضعیت آشفتگی محصولات احتراق، شار حرارتی و توزیع دمای جداره تیوب های کوره، به دست آمده و نهایتاً محل نقاط داغ بر روی تیوب ها تعیین شده است که نتیجه آن تخمین محل های مورد انتظار برای شروع مکانیزم های شکست احتمالی می باشد.

در این تحقیق رابطه تئوری جدیدی با در نظر گرفتن تاثیر دما و کسرحجمی ذرات نانویی جهت محاسبه ویسکوزیته موثر سیال نانو ارائه گردیده است. این رابطه ، ویسکوزیته نانو سیال را به صورت تابعی از کسر حجمی نانو ذرات ، دما و ویسکوزیته سیال پایه معرفی می کند . سپس با استفاده از رابطه بدست آمده برای ویسکوزیته و در نظر گرفتن روابط مختلف جهت محاسبه ضریب هدایت حرارتی موثر دومدل تعریف می شود که به مطالعه عددی جریان آرام سیال نانو متشکل از آب و ذرات اکسیدتیتانیوم به روش تک فازی برای مدل های تعریف شده در لوله مستقیم در راستای افق تحت جابجایی اجباری پرداخته و خواص حرارتی و هیدرودینامیکی سیال نانو تعریف شده توسط این مدلها مورد مقایسه و تحلیل قرار می گیرد. در بررسی رفتار سیال تحت جابجایی اجباری خواص سیال تابع دما در نظر گرفته می شوند .مقایسه مدل های مختلف جهت تعیین مدل مناسب برای حل عددی جریان سیال نانو صورت می گیرد.

وظیفه مشعل، احتراق سوختهای فسیلی مایع یا گازی و تامین حرارت است. باتوجه به کاربرد فراگیر مشعلها و تمرکز آنها در نواحی شهری و تاسیسات خانگی و صنعتی، بهینه سازی آنها به منظور بهرهوریِ بیشتر از سوختهای فسیلی و همچنین کاهش آلودگی هوا ضروری بنظر میرسد. درنظر گرفتن خصوصیات ضعیف انتقال حرارت تشعشعی و هدایت در مخلوط گازها در مقایسه با مواد جامد مبنای شکلگیری یک پیشنهاد جدید جهت بهینهسازی مشعلها میباشد. این ایده چیزی جز بهرهگیری از تکنیک احتراق در محیط متخلخل نبود. طراحی این فنآوری درحقیقت بمنظور تعدیل محدودیتهای مشعلهای شعله آزاد و کاهش نشر آلایندهها از طریق تقویت وافزایش مودهای درگیر انتقال حرارت در فرایند احتراق صورت گرفتهاست. ساختمان محیط متخلخل در این مشعلها به دو ناحیه قابل تفکیک تقسیمبندی میشود. ابتدا مخلوط سوخت و هوا وارد ناحیه پیشگرمایش شبکه متخلخل میشود، در این قسمت فاز جامد از دمای بیشتری نسبت به گاز برخوردار است بنابراین انرژی گرمایی از طریق انتقال حرارت جابجایی به واکنش دهندهها منتقل میشود. در یک فاصله مشخص از ورودی، دمای گاز به دمای مورد نیاز برای شروع واکنش رسیده و در نهایت محترق میشود. قسمتی از انرژی حاصل از واکنش به صورت آنتالپی موثر توسط محصولات احتراق از مشعل خارج و قسمت دیگر از طریق انتقال حرارت جابجایی موجب گرمایش ماتریس جامد در ناحیه احتراق میشود و این سیکل ادامه پیدا میکند. در مشعلهای محیط متخلخل به دلیل بهبود دفع حرارت از ناحیه احتراق، میزان افزایش موضعی دما کاهش یافته و بهطبع آن تولید ترکیبات nox نیز تقلیل مییابد.از طرف دیگر چون محیط متخلخل فرصت کافی برای احتراق واکنش دهندهها فراهم می کند، میزان انتشار co نیز کاهش قابل توجهی دارد. از مزایای این مشعلها میتوان دمای شعله سوپرادیاباتیک، کاهش مصرف سوخت، افزایش سرعت و پایداری شعله، افزایش چگالی توان،افزایش دامنه عملکرد، افزایش بازده حرارتی و کاهش نشر آلایندههای سمی را نام برد. با عنایت به محاسن مذکور و شرایط کنونی کشور برنامهریزی بهمنظور تولید انبوه این فنآوری ضروری بنظر می رسد. در این پایان نامه فرایند احتراق گاز متان در یک مشعل متخلخل بهصورت دوبعدی شبیهسازی شده و بااستفاده از نرمافزار فلوئنت و افزودن زیربرنامههای مورد نیاز به تحلیل پارامترهای احتراق و آلایندهها پرداخته میشود.

لوله گرمایی وسیله ای برای انتقال حرارت با ضریب هدایت گرمایی خیلی بالا می باشدکه انرژی گرمایی را به وسیله تبخیر و میعان یک سیال عامل با افت دمای ناچیز منتقل می کند. در این تحقیق تاثیر استفاده از نانوسیال بر روی عملکرد حرارتی یک لوله گرمایی در حالت دو بعدی مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات حاکم به روش حجم محدود و الگوریتم سیمپل و با استفاده از نرم افزار فلوئنت حل شده اند در ادامه تاثیر استفاده از نانولوله کربنی در مقابل سایر نانو ذرات( اکسید آلومینیوم، اکسید نقره) مورد بررسی قرار گرفته است همچنین اثر استفاده از نانوسیالها را بر روی توزیع سرعت و فشار محوری جریان مایع درون فتیله مورد بررسی قرار داده ایم و مشخص شده است که استفاده از نانولوله کربنی منجر به کاهش 20% افت فشار جریان مایع درون فتیله می شود. در نهایت اثر استفاده از نانوسیال بر روی توزیع دمای دیواره،ضریب انتقال حرارت جابه جایی کندانسور،اختلاف دمای بین اواپراتور و کندانسور و مقاومت لوله گرمایی مورد بررسی قرار گرفته است و نشان داده ایم که استفاده از نانولوله کربنی منجر به افزایش بازده حرارتی و کاهش مقاومت حرارتی لوله گرمایی میشود.به منظور مشاهده تاثیر حرارتی و دینامیکی نانوسیال بر روی عملکرد لوله گرمایی،اثر استفاده از نانولوله کربنی در مقایسه با سایر نانوسیالها(اکسید آلومینیوم-آب،اکسید نقره-آب) برای کسر حجمی 0.921% در نظر گرفته شده است.

از موتورهای جت برای عملکرد در دورهای بالا و صنایع نظامی بیشتر استفاده می شود. دور بالا نیازمند بازده بالا بوده که با افزودن نسبت فشار می توان به آن دست یافت. در این پروژه به تحلیل عملکرد موتور توربوجت j85 به همراه مکانیزم کنترل جریان ورودی جهت افزایش دور پرداخته می شود. هدف دستیابی به یک موتور توربوجت که تمامی مولفه های شرایط واقعی عملکرد آن تقریبا در نظر گرفته شده ، می باشد. اصول رانش جت و دینامیک اجزای حجمی داخلی بصورت معادلات ناپایدار تک بعدی و غیر خطی نشان داده شده اند. از نرم افزارهای مختلفی مانند اسموث سی ، اسموث تی ، لب فیت و ... برای استخراج داده از نمودارهای مشخصه ی کمپرسور و توربین استفاده شده است. مدل سازی دینامیکی موتور با استفاده از نرم افزار سیمولینک که بخشی از نرم افزار متلب می باشد انجام شده است. سپس با در دسترس بودن اطلاعات عملکرد واقعی موتور صحت و دقت نتایج حاصل از سیمولینک بررسی می شود. یک مکانیزم کنترل جریان که در ورودی باعث افت فشار می شود، در نظر گرفته شد و تحلیل در شرایطی صورت گرفت که فشار ورودی کمپرسور کاهش یافت ولی تغییری در رانش خروجی حاصل نشد لذا فشار ورودی کمپرسور به درصدی از فشار جو تقلیل یافت ولی تغییری در مقدار رانش خروجی صورت نگرفت که جهت حصول این امر موتور باید با دور بیشتری کار کند که افزایش دور محور نسبت فشار و دما را در ناحیه ی بین توربین تا کمپرسور همزمان افزایش می دهد. مصرف سوخت مخصوص ، رانش ویژه ، نسبت های فشار اجزا ، بازده رانش ، بازده حرارتی و عملکرد اجزای موتور تحت این شرایط مورد تحلیل قرار می گیرند.

از مهمترین مسائلی که در طراحی موتورهای احتراق داخلی از اهمیت خاصی برخوردار اسبت, کباهش مصرف سوخت, افزایش راندمان و کاهش آلودگی محیط زیست در فرآیند احتراق می باشد . تحقیقبات نشان داده است که فرآیند احتراق شدیدا تحت تأثیر میدان جریان سیال داخل سیلندر می باشد برای بررسی جزئیات میدان های سرعت, فشار و شدت آشفتگی جریان لازم است معادلات حاکم بر جریبان شامل معادلات بقای جرم, مومنتوم, انرژی و آشفتگی حل گردند . برای حل معادلات مذکور, روشبهای عددی مورد استفاده قرار می گیرد .(cfd) در این تحقیق عملکبرد یبک موتبور احتبراق داخلبی ببا اشتعال جرقه ای که در چهار کورس مکش تراکم احتراق و تخلیه کار می کند ببا اسبتفاده از نبرم – - افزارهای علمی همچون فلوئنت ) fluent ( انجام مبی گیبرد و نتبایم عملکبرد موتبور از قبیبل فشبار متوسط , سرعت متوسط و میزان گازهای خروجی آلوده کننده محیط توسط موتور با داده های تجربی مقایسه شده و نتایم گزارش خواهد گردید.

پیشرفت¬های صورت گرفته در زمینه¬ی سیستم¬های الکتریکی در صنعت باعث گسترش استفاده از ابزارها در ابعاد میکرو به منظور افزایش میزان انتقال حرارت در حجم کوچک شده است. علاوه بر این استفاده از روش¬های سابق سیالاتی برای انتقال حرارت نیز محدود شده است. در حال حاضر ابزارهای مورد استفاده در ابعاد میکرو با استفاده از چندین صفحه جدا از هم ساخته شده¬اند و این امر باعث می¬شود در سطح مقطع میکروکانال¬ها تغییرات زیادی مشاهده شود و نیاز به مطالعه تغییرات سطح مقطع میکروکانال¬ها را نشان می¬دهد. در این تحقیق ابتدا جریان سیّال گازی درون میکروکانالی با یک پله در میان آن و به صورت سه بعدی مورد مطالعه قرار گرفته است و خطوط جریان با نتایج عددی و آزمایشگاهی دیگر محققان مقایسه شده است. در ادامه سایر خصوصیات جریان از جمله سرعت، فشار، دما و ضریب انتقال حرارت مورد بررسی قرار گرفته است. در قسمت¬های بعد میکروکانالی باچندین پله گذاری در میانه آن مورد بررسی قرار گرفته است. در انتها با تغییر دادن نسبت طول پله¬ها به ارتفاع پله¬ها، تأثیر ابعاد پله¬ها بر خصوصیات جریان از جمله افت فشار، دما، سرعت، ضریب انتقال حرارت و عدد بدون بعد ناسلت مورد مطالعه قرار گرفته است.

در این پایان نامه جریان سیّال گازی در یک میکروکانال پله گذاری شده و در محدوده ی بزرگی از عدد نادسن مورد بررسی قرار گرفته است که این محدوده شامل جریان های غیر لغزشی، لغزشی و جریان گذرا می باشد. روش عددی مورد استفاده در این رساله روش لتیس بولتزمن است که برای بررسی جریان استفاده شده است. معادله ی اصلی مورد استفاده در این روش معادله ی بولتزمن می باشد و با استفاده از روش لتیس این معادله به صورت عددی حل شده است. با اعمال روش لتیس بولتزمن در ناحیه ی مورد بررسی خصوصیات جریان از جمله افت فشار، پروفیل سرعت، خطوط جریان و ضریب اصطکاک در شرایط مختلف و برای اعداد نادسن مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است. در ابتدا اعداد نادسن در کانال ها به صورت ثابت فرض شده اند و پروفیل های سرعت بر اساس اعداد نادسن مختلف به دست آمده اند و سپس اعداد نادسن بر اساس فشار ورودی و خروجی در کانال ها متغیر در نظر گرفته شده است. نتایج بر اساس نادسن متغیر در طول کانال مورد بررسی قرار گرفته است و بر این اساس نتایج حاصل از مدل سازی مربوطه در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی و اطلاعات حاصل از حل تحلیلی انجام شده ی در دسترس نشان دهنده ی دقت بالای مدل سازی و صحت مدل سازی انجام شده می باشد. محاسبات انجام شده در این رساله نشان می دهد که با افزایش عدد نادسن، ضریب اصطکاک در جریان گازی درون میکروکانال کاهش چشمگیری پیدا می کند و نسبت معکوسی بین عدد نادسن و ضریب اصطکاک وجود دارد، بر این اساس و نتایج حاصل از مدل سازی در این رساله، رابطه ای برای ضریب اصطکاک بر اساس عدد نادسن در میکروکانال در محدوده جریان لغزشی و گذرا پیشنهاد شده است.

در پژوهش حاضر با استفاده از روابط طراحی مبدل به روش بل ( bell)، برنامه ای در نرم افزار متلب (matlab) نوشته شده و مدل خطی تشکیل رسوب نفت خام مبدل حرارتی e01010a واحد تقطیر پالایشگاه بندرعباس، با استفاده از اطلاعات واحد عملیاتی(مستخرج از سیستم dcs پالایشگاه)، ارائه شده است. ارزیابی عملکرد این مبدل از نظر رسوب گرفتگی و طراحی حرارتی نشان می دهد که میزان رسوب این مبدل در طی گذشت حدود پنج ماه، از میزان مجاز آن 7/42 برابر بیشتر شده و در نتیجه بار حرارتی آن 13/9 درصد کاهش یافته است. همچنین در این پژوهش یک مدل جدید مبتنی بر شبکه عصبی مصنوعی برای پیش بینی نرخ تشکیل رسوب نفت¬خام ارائه شده است؛ با استفاده از این مدل و با به کارگیری الگوریتم ژنتیک و روابط (به روش بل) و متغیرهای استاندارد طراحی مبدل (به گونه ای که نتیجه آن یک طراحی معتبر از نظر استاندارد tema باشد)، یک برنامه بهینه سازی با استفاده از یک کد محاسباتی ارائه شده است؛ در این برنامه با به کارگیری مدل شبکه عصبی رسوب، هزینه رسوب مبدل محاسبه می شود و مبدل بهینه ای طراحی می گردد که هزینه کل آن(شامل هزینه اولیه، هزینه عملیاتی ناشی از افت فشار و هزینه رسوب) نسبت به سایر طراحی های ممکن کمینه باشد. همچنین مدل رسوب ارائه شده، پیش بینی با خطای 10% را ارائه می کند که نسبت به آخرین مدل شبکه عصبی ارائه شده در پژوهش های پیشین، به دلیل انتخاب پارامترهای تأثیرگذار در تشکیل رسوب به عنوان ورودی شبکه و قدرت بالای شبکه عصبی در پیش بینی مسائل پیچیده، 8% و نسبت به مدل های شناخته شده آستانه رسوب، بین 45 تا 75 درصد بهتر می باشد. جهت ارزیابی و مقایسه (در مقیاس صنعتی) نتایج مدل ارائه شده، از نتیجه ضریب رسوب مبدلe01010a که با استفاده از داده های عملیاتی پالایشگاه بندرعباس حاصل شده¬بود، استفاده شده است. درنهایت امر، برنامه بهینه¬سازی فوق¬الذکر برای مبدل e01010a براساس شرایط فرآیندی طراحی اولیه، اجراء شده و نتایج بدست آمده نشان می¬دهد که هزینه کل مبدل طراحی شده به این روش تا حدود30% نسبت به هزینه طراحی اولیه (در مجموع هزینه های خرید و هزینه عملیات) کمترمی¬باشد. لذا این روش می¬تواند ابزار قدرتمندی در طراحی مبدل محسوب شود.

انتقال گرما در همرفت جابجایی، به دلیل استفاده¬های گسترده در خنک کننده های الکترونیکی، مبدل های حرارتی و سیستم های حرارتی، یک پدیده ی بسیار مهم در سیستم های مهندسی است. تقویت انتقال گرما در این سیستم¬ها از لحاظ صنعتی و ذخیره ی انرژی بسیار ضروری است. قابلیت انتقال حرارت پایین در سیال¬های انتقال گرمای سنتی مانند آب و هوا یکی از محدودیت¬های اصلی در تقویت عملکرد و تراکم این سیستم های حرارتی است. یکی از تکنیک¬های جدید بهبود انتقال گرما، استفاده از ذرات در مقیاس نانو است که در یک سیال مبنا پاشیده می¬شوند و آن را نانوسیال می نامند. در دهه¬ی گذشته توجه¬ ویژه¬ای به مطالعه و بررسی رژیم جریان و انتقال حرارت نانوسیالات صورت گرفته است. صنعت خودروسازی به صورت پیوسته در صدد دست¬یابی به بهترین طراحی ممکن از تمامی جنبه¬ها است (عملکرد، مصرف سوخت، زیبایی، امنیت و ...). مبدل¬های حرارتی که از سیال هوا استفاده می¬کنند نظیر رادیاتور، کندانسور ac و اواپراتور نقش مهمی در وزن و همچنین طراحی خودرو دارند. توسعه و پیشرفت در زمینه طراحی این نوع مبدل¬ها به منظور بهبود عملکرد آنها اجتناب ناپذیر است. بالاخص استفاده از نانوسیالات سبب کوچک شدن ابعاد و عملکرد رادیاتور خودرو می¬شود. از جمله علل این امر کاهش مصرف سیال عامل به خاطر افزایش بازدهی، کاهش توان لازم برای پمپاژ و افزایش دمای کاری موتور که باعث افزایش قدرت خروجی موتور می-شود، اشاره کرد. در این تحقیق می خواهیم انتقال حرارت در یک رادیاتور ماشین را با نانو سیالات بررسی و با آب مقایسه کنیم. برای اینکار رادیاتور ماشین را در نرم افزار فلوئنت شبیه¬سازی کرده ایم. برای نشان دادن صحت شبیه سازی، این نتایج را با نتایج آزمایشگاهی آب مقایسه می¬کنیم.

لوله گرمایی یک وسیله موثر برای انتقال حرارت در فواصل نسبتاً بلند همراه با افت درجه حرارت بسیار کم، انعطاف پذیری زیاد، ساختمان ساده و قابلیت کنترل آسان است. در این تحقیق تأثیر استفاده از نانو سیال بر روی عملکرد حرارتی یک لوله گرمایی تخت در حالت سه بعدی موردبررسی قرارگرفته است. طول، عرض و ضخامت لوله مدل شده به ترتیب برابر 890، 56 و 0.9 میلی متر است. معادلات حاکم به روش حجم محدود و الگوریتم سیمپل و با استفاده از نرم افزار فلوئنت حل شده اند. در ادامه تأثیر استفاده از نانولوله کربنی(mwcnt) در مقابل سایر نانو ذرات (اکسید آلومینیوم، اکسید نقره) موردبررسی قرارگرفته است همچنین اثر استفاده از نانو سیال ها بر روی توزیع سرعت و فشار محوری جریان مایع درون فتیله موردبررسی قرارگرفته و مشخص شده است که استفاده از نانولوله کربنی منجر به کاهش حداقل 6% افت فشار جریان مایع درون فتیله می شود. درنهایت اثر استفاده از نانو سیال بر روی توزیع دمای دیواره، اختلاف دمای بین اواپراتور و کندانسور و مقاومت لوله گرمایی موردبررسی قرارگرفته است و نشان داده شده که استفاده از نانولوله کربنی منجر به افزایش بازده حرارتی( کاهش مقاومت حرارتی) حداقل به میزان 12 درصد می شود. ضمناً مشخص گردید که با افزایش توان ورودی مقاومت حرارتی لوله کاهش می یابد.

لوله گردابه ای وسیله ای ساده است که بدون هیچ عضو مکانیکی پیچیده یا قطعه متحرک می تواند به عنوان ابزاری برای تبرید یا گرمایش به کار رود. هرگاه یک جریان فشار بالا به لوله گردابه ای متصل شود به دو جریان خروجی با فشار نسبی کمتر تقسیم می شود که دمای یکی از این دو جریان خروجی از دمای جریان ورودی کمتر و دمای جریان خروجی دیگر بیشتر از دمای ورودی خواهد بود. تاکنون در زمینه چگونگی عملکرد و بهینه سازی پارامترهای موثر بر جریانهای خروجی آزمایش های فراوانی انجام شده ولی بررسی عددی و مدل سازی جامع و کاملی که تمامی پارامتر های موثر را در کنار هم بسنجد انجام نشده است. در این تحقیق پس از مطالعه و جمع آوری اطلاعات کافی مدلی سه بعدی از طرح را ایجاد شده و سپس تاثیر اکثر پارامتر های موثر بر فرایند جدایش جریان بررسی می شود.

شبکه توزیع آب آخرین مرحله آبرسانی است که می بایست در این مرحله، آب تصفیه شده با کمیت و کیفیت مناسب در اختیار مصرف کننده قرار گیرد. یکی از عواملی که تهدید بزرگی برای یک شبکه توزیع آب محسوب می شود، نشت می باشد که عدم توجه به این عامل سالانه هزینه بسیار زیادی را به سیستم تحمیل می کند.مهمترین مسئله در نشت، اتخاذ روشی مناسب برای مقابله با آن است. در این راستا می توان نگاهی مدیریتی بین دو روش نشت یابی وکنترل نشت و یا استفاده همزمان از هر دو روش را در دستور کار قرار داد

مدلی برای پیش بینی عملکرد موتورهای احتراق داخلی با شارژ چینه ای توسعه داده شده است که محاسبات کامل سیکلی را که از هندسه موتور، زمان بندی سوپاپها، پاشش سوخت ، مشخصات سوخت و شرایط کاری موتور شروع شده و شامل قسمتهای روی هم افتادگی سوپاپها، مکش ، احتراق، انبساط و تخلیه می باشد را انجام می دهد. فرآیند اختلاط با استفاده از مدل اختلاط جت سوختی بررسی شده و معادلات در سیستم مختصات استوانه ای با میدان فشار غیریکنواخت حل می شوند. تغییرات شکل جت سوختی در برخورد با دیواره صلب محاسبه شده و حرکت هوای داخل سیلندر با استفاده از جزئیات زیرمدلی برای مشخص کردن مسیر جت سوختی بررسی می شود. در طول احتراق جت سوختی به المانهای مختلفی تقسیم شده و فرآیند احتراق هر المان به صورت یک فرآیند اخطلات بین جت سوختی و گاز اطراف و هوای مکیده شده از اطراف جت به داخل المان تحلیل می شود. محفظه احتراق به پنج سطح حرارتی شامل سطح سوپاپ ورودی، سطح سوپاپ خروجی، سطوح مربوط سرسیلندر، دیواره سیلندر و بالای پیستون تقسیم بندی شده و با استفاده از رابطه انتقال حرارت و شنی و مدل آشفتگی برای انتقال حرارت و احتراق شبیه سازی شده و نتایج حاصل از هر دو مدل با نتایج تجربی توافق خوبی دارد. برنامه تهیه شده با هر دو مدل برای انجام انواع مطالعات پارامتری طراحی قسمتهای مختلف موتور دارای توانایی بسیار بالایی می باشد و قابلیت محاسبه عملکرد موتور از قبیل راندمان حرارتی، فشار موثر متوسط، مصرف ویژه سوخت و انواع پارامترهای عملکردی از قبیل فشار، دما، انتقال حرارت ، شارهای جرمی ورودی و خروجی سیلندر، جرم داخل سیلندر، میدان جریان داخل سیلندر، تلفات اصطکاکی، کار تولیدی پیستون و سایر پارامترها را دارا می باشد.