ORIGINAL_ARTICLE
مدلسازی رشد و فروریزش تکحباب کاویتاسیونی با احتساب واکنشهای شیمیایی و انتقال حرارت
تشکیل حبابهای کاویتاسیونی و رشد و فروریزش آنها از مسائل مهم مهندسی با جنبههای مثبت و منفی میباشد. از مواردی که حبابهای کاویتاسیونی در جریان سیال ایجاد میشود میتوان به حضور این حبابها در سیستمهای خنککاری ماهوارهها و همچنین جریان روی هیدروفویلها اشاره نمود. عموماً هنگامی که در یک دمای خـاص در جریـان سیـال فشار سیال تا نزدیکی فـشار بخار آن کاهـش مییابد، حبابهای گاز بههمراه بخار سیال در جریان ایجاد میشوند. هنگامی که این حبابها به ناحیه پرفشار وارد میشوند حباب فروریزش میکند و شعاع آن به حداقل ممکن میرسد. در این حالت دما و فشار درون حباب بهقدری افزایش مییابد که واکنشهای شیمیایی درون حباب فعال شده و در اثر دمای بسیار بالا از حباب نور ساطع میشود. در تحقیق حاضر نرخ واکنشهای شیمیایی درون حباب کاویتاسیونی تحت شرایط نوردهی تکحباب محاسبه شده است. در محاسبات اثرات تبخیر و چگالش و همچنین انتقال حرارت از دیوارهها مورد بررسی قرار گرفته است.
https://maj.ihu.ac.ir/article_202512_d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e.pdf
2016-10-22
کاویتاسیون
حبابهای کاویتاسیونی
نوردهی تکحباب
سجاد
محمدی بازرگانی
s.m.bazargani@gmail.com
1
LEAD_AUTHOR
رضا
ابراهیمی
rebrahimi@kntu.ac.ir
2
1
AUTHOR
مهرزاد
شمس
shams@kntu.ac.ir
3
AUTHOR
علی
چراغی
cheraqi.a@gmail.com
4
AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی جریان چگالشی دوبعدی غیرلزج در شیپوره همگرا- واگرا با اعمال حرارت در کانال همگرا
بهواسطه انبساط سریع بخار در یک شیپوره همگرا- واگرا، با وجود آنکه بخار وارد ناحیه اشباع شده، اما همچنان بهصورت تکفاز به مسیر خود ادامه میدهد، تا جایی که در اثر جوانهزایی و فرآیند چگالش، سیستم به تعادل ترمودینامیکی برگشت مینماید که این پدیده درجریان فراصوتی، شوک چگالش نامیده میشود. در این مطالعه، از نرم افزار انسیس فلوئنت 5/14 به روش تقریبی اویلرین- اویلرین، برای حل عددی میدان جریان چگالشی پایای تراکمپذیر غیرلزج همراه با انتقال حرارت بهصورت دوبعدی در یک شیپوره همگرا- واگرا استفاده شده است. از حلگر پایهچگالی و روش عددی مبتنی بر حجم کنترل به روش بالادست برای گسستهسازی معادلات استفاده شده است. برای بررسی اثر انتقال حرارت روی جریان چگالشی، در قسمت همگرای شیپوره از یک چشمه حرارتی بهصورت انتقال حرارت حجمی و از معادله حالت گاز کامل برای محاسبه فشار و خواص بخار چگالشی استفاده شده است. جهت ارزیابی نتایج حاصل از تحقیق حاضر؛ در حالت بدون انتقال حرارت توزیع فشار در طول نازل و شعاع میانگین قطرات با نتایج تجربی و در حالت با انتقال حرارت (چشمه حرارتی)، توزیع فشار در طول نازل با نتایج حل تحلیلی یکبعدی مقایسه شده است، که تطابق خوبی را نشان میدهد. پس از تایید روش عددی حاضر، جریان چگالشی همراه با انتقال حرارت مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد، که افزودن انتقال حرارت در قسمت مادون صوت، بهدلیل کاهش قدرت شوک چگالش موجب کاهش تلفات ترمودینامیکی و نیز کاهش قطرات تولیدشده در جریان چگالشی میشود.
https://maj.ihu.ac.ir/article_202513_d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e.pdf
2016-10-22
شیپوره همگرا- واگرا
جوانهزایی
شوک چگالش
انتقال حرارت
چشمه حرارتی
اسماعیل
لکزیان
e.lakzian@hsu.ac.ir
1
LEAD_AUTHOR
محمد
رضایی مقدم
m.rezaie.moghaddam@gmail.com
2
AUTHOR
سعید
زارع نژاد
saeid.me66@gmail.com
3
AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE
شبیهسازی عددی برج خنککن مرطوب با جریان مخالف و تاثیر تلفات آب بر مشخصههای عملکردی آن
برج خنککن مرطوب از کارآمدترین ابزارها در فرآیندهای مرتبط با دفع حرارت در نیروگاههای حرارتی و هستهای و تجهیزات صنعتی به حساب میآید. مدلهای ریاضی معتبر برای هر سه ناحیه از برج با جریان مخالف به منظور شبیهسازی عددی دقیقتر نسبت به دیگران و بررسی عملکرد حرارتی آن ارایه شده است. با درنظرگرفتن مدل کامل برای یک برج خنککن تبخیری جریان مخالف شامل ناحیههای اسپری، هسته خنککننده و باران، میزان تلفات آب کاهش مییابد. برای نسبت دبیهای جرمی آب به هوای بزرگتر از یک، تبخیر مکانیزم کنترلکننده انتقال حرارت است. با کاهش درصد تلفات آب بهدلیل تبخیر، میزان آب جبرانی لازم در برج خنککن تبخیری نیز کاهش مییابد. منحنی دمای خشک هوا بدون تلفات آب، کاهش بیشتری را نشان میدهد که ناشی از انتقال حرارت جابهجایی بیشتر برای رسیدن به دمای آب است. نرخ تلفات آب با افزایش نرخ جریان جرمی آب ورودی کاهش مییابد و از آنجاکه با افزایش نرخ جرمی جریان آب ورودی، دمای آب خروجی از برج خنککن افزایش مییابد، این کاهش در نرخ تبخیر آب قابل پیشبینی است.
https://maj.ihu.ac.ir/article_202514_d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e.pdf
2016-10-22
برج خنککن تبخیری
شبیهسازی عددی
اثر تلفات آب
نسبت دبی جرمی
آب جبرانی
مهدی
محمودی
mehdymahmoody@gmail.com
1
استان مرکزی، اراک،
LEAD_AUTHOR
محمود
ابراهیمی
ebrahimi@iust.ac.ir
2
AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE
استفاده از سیستمهای گرمایش هیبریدی جهت تامین آسایش حرارتی با حداقل مصرف انرژی در ساختمانهای مسکونی
هدف از این مطالعه، کاهش مصرف انرژی در یک ساختمان مسکونی همزمان با تامین آسایش حرارتی با استفاده از سیستم هیبریدی بهجای سیستم رایج گرمایش محیطهای داخلی (سیستم گرمایش جابهجایی) میباشد. در این سیستم، رساندن دما تا 10 درجه سانتیگراد به روش جابهجایی و افزایش آن تا دمای آسایش بهروش تابشی انجام شده است. دمای خشک، رطوبت نسبی، سرعت جریان هوا از عوامل تأثیرگذار بر آسایش حرارتی میباشند که در هر سیستمی با تغییر سطح و قدرت گرمکن، موقعیت دریچه ورود و خروج، سرعت هوای ورودی و جنس مصالح قابل کنترل میباشند. برای شبیهسازی، یک مانکن مجازی با ابعاد و شکل فیزیولوژیکی واقعی بهصورت ایستاده درون یک اتاق قرار گرفته و جریان اطراف آن حل شده است. برای بررسی میدان جریان و انتقال حرارت، معادلات پیوستگی، مومنتوم، انرژی و انتقال جرم و برای آسایش حرارتی معادلات فیزیولوژیکی همزمان با این معادلات حل شدهاند. نتایج این تحقیق در مقایسه با نتایج ارایهشده در سایر مراجع از مطابقت خوبی برخوردار است. در سیستم گرمایش هیبریدی، توزیع سرعت، دما و رطوبت اطراف شخص همگن و یکنواخت میشود. سرعت موردنیاز برای تامین شرایط آسایش در محدوده استاندارد 2/0 متر بر ثانیه حاصل میگردد. این کاهش سرعت باعث کاهش میزان افت انتقال حرارت و مصرف انرژی در این سیستمها، بهترتیب حدود 25 و 19 درصد میشود. با تغییر در مقاومت حرارتی دیواره نیز معادل 8 درصد انرژی مصرفی کاهش مییابد.
https://maj.ihu.ac.ir/article_202515_d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e.pdf
2016-10-22
گرمایش هیبریدی
آسایش حرارتی
انتقال حرارت
شبیهسازی
کاهش مصرف انرژی
نبی
جهانتیغ
njahantigh@uoz.ac.ir
1
LEAD_AUTHOR
علی
کشاورز
keshavarz@kntu.ac.ir
2
AUTHOR
مسعود
میرزایی
mirzaie@kntu.ac.ir
3
AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی تجربی انتقال گرمای جابهجایی اجباری بر روی لوله بادامکی و لوله مدورشکل در جریان خارجی آرام
انتقال گرمای جابهجایی اجباری بر روی لوله بادامکی و لوله مدور در جریان خارجی آرام بهصورت تجربی در محدوده اعداد رینولـدز از104×7 تا 105×2/1بررسی شده است. توزیع عدد نوسلت و تغییرات آن برحسب عدد رینولدز بر روی مدلها (لوله بادامکی و استوانه) مورد اندازهگیری قرار گرفته است. نتیجه بیانگر آن است که درصورت استفاده از لوله بادامکی بهجای لوله مدور، میتوان انتقال گرما را 5 تا 22% افزایش داد. عدم قطعیت در نتایج آزمایش حداقل 12 و حداکثر 22% است. همچنین رابطه هیلپرت برای لوله بادامکی مورد بررسی قرار گرفت که نتایج مطالعه بیانگر صحت آن در مورد لوله بادامکی است.
https://maj.ihu.ac.ir/article_202516_d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e.pdf
2016-10-22
عدد ناسلت
انتقال گرمای جابهجایی اجباری
لوله بادامکیشکل
نادر
دیزجی
ndizadji@srbiau.ac.ir
1
LEAD_AUTHOR
محمد
نجفی
mohammadnajafi@srbiau.ac.ir
2
AUTHOR
مهدی
قائمی
m.ghaemi@yahoo.com
3
AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE
ارائه روشهای المان برشی کامل و منتخب در تحلیل پسروی گرینهای سوخت جامد با روش مجموعه سطوح
در این تحقیق بهمنظور توصیف عددی دقیقتر پسروی گرینهای دوبعدی با روش مجموعه سطوح، روش المان برشی ارائه و بررسی میشود. در این روش با تشکیل یک شبکه زمینه کارتزین و تعیین تابع حداقل فاصله نسبت به مرز گرین، سلولهای دربردارنده مرز مشخص میشوند. به منظور بررسی وضعیت مرز نسبت به سلولهای شبکه، دو الگوریتم المان برشی کامل و منتخب در نظر گرفته شده و مقادیر طول مرز و مساحت محصور در هر المان محاسبه میشوند؛ الگوریتم کامل مورد استفاده شامل کلیه حالات ممکن (30 حالت) برای برش یک مستطیل (المان) توسط پارهخطهای مختلف (مرز) میباشد. اما در الگوریتم منتخب تنها حالات پرکاربرد مبنای عملکرد قرار میگیرند. برای اعتبارسنجی و مقایسه دو الگوریتم ارائه شده، ابتدا پسروی چند گرین ساده با روش مجموعه سطوح انجام و نتایج سه روش کلاسیک، المان برشی کامل و منتخب با حل تحلیلی آن مقایسه میشود. در ادامه با تحلیل پسروی چند گرین پیچیده تأثیر دو الگوریتم کامل و منتخب بر روی زمان اجرا سنجیده میشود. نتایج نشان میدهند اگرچه روش المان برشی نسبت به روش کلاسیک زمان اجرا را افزایش میدهد اما دقت حل نیز به میزان قابل توجهی بهبود مییابد. از سوی دیگر با استفاده از الگوریتم منتخب میتوان با داشتن دقتی نزدیک به الگوریتم کامل، زمان اجرا را کاهش داد.
https://maj.ihu.ac.ir/article_202517_d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e.pdf
2016-10-22
سوخت جامد
پسروی گرین
المان برشی
روش مجموعه سطوح
سیدمهدی
میرساجدی
m_mirsajedi@sbu.ac.ir
1
LEAD_AUTHOR
محمدمهدی
قیصری
fbd_mc@yahoo.com
2
AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE
مطالعه عددی جابهجایی ترکیبی نانوسیال در یک محفظه مربعی با سقف متحرک و موانع گرم
برای تحلیل جابهجایی ترکیبی جریان سیال و انتقال حرارت در نانوسیال درون یک محفظه مربعیشکل زاویهدار که دو مانع درون آن وجود دارند، یک روش عددی حجممحدود مورد استفاده قرار گرفته است. تاثیر عدد رایلی، کسر حجمی نانوذرات و ارتفاع موانع داغ مورد مطالعه قرار گرفته است و نتایج بهصورت نمودارهای خط جریان، نمودارهای همدما و عدد ناسلت ارائه شدهاند. در این تحقیق، نانوسیال آب- آلومینا با قطر نانوذرات 40 نانومتر و دمای 300 کلوین بهعنوان سیال عامل مورد استفاده قرار گرفته است. محدوده مورد استفاده برای عدد رایلی بین 104 و 105، برای کسر حجمی نانوذرات بین 0 تا 06/0 و برای ارتفاع مانع بین1/0 تا 2/0 طول محفظه میباشد. نتایج نشان دادند که افزایش عدد رایلی و همچنین افزایش کسر حجمی نانوذرات سبب افزایش انتقال حرارت درون محفظه میشود. همچنین مشخص شد که افزایش ارتفاع مانع داغ سبب کاهش مقادیر ناسلت متوسط میگردد. درضمن برای اعتبار دهی نتایج از مقایسه نتایج تجربی منتشرشده استفاده شده است.
https://maj.ihu.ac.ir/article_202518_d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e.pdf
2016-10-22
نانو سیال
حل عددی
محفظه
جابهجایی ترکیبی
محمدمهدی
دوستدار
mdostdar@ihu.ac.ir
1
LEAD_AUTHOR
میرکاظم
یکانی
2
AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE
بهینهیابی غلظت اکسیژن اضافه و زمان جرقهزنی بهمنظور بهبود عملکرد موتور XU7
در این تحقیق، برای درک بهتر اثر افزایش غلظت اکسیژن در موتورهای احتراق داخلی، از شبیهسازی عددی موتور XU7 در نرمافزار GT-Power استفاده شده است. نتایج حاصل از شبیهسازی افزایش حدود 8 درصدی گشتاور و توان، و کاهش حدود 7 درصدی میزان مصرف سوخت ترمزی را در 23 درصد حجمی اکسیژن افزودهشده نشان میدهد. تنها اثر نامطلوب این تغییر افزایش اکسیدهای ازت میباشد. بهمنظور کاهش اکسیدهای نیتروژن خروجی، یک متغیر زمانی مناسب انتخاب شد که بتواند این اثر را تعدیل کرده و گشتاور و توان افزودهشده را بیش از حد کاهش ندهد. پس از انتخاب متغیر زمانی مناسب، بهمنظور یافتن مقادیر بهینه اکسیژن و متغیر زمانی موردنظر که در اینجا زمان جرقهزنی است، از اتصال GT-Power با Simulink-MATLAB و همچنین ابزار شبکههای عصبی نرمافزار MATLAB استفاده شد. هدفگذاری بهینهسازی روی کاهش 50 درصدی میزان اکسیدهای نیتروژن نسبت به حالت غنیسازیشده با 23 درصد حجمی اکسیژن و افزایش 5 درصدی توان نسبت به حالت بدون غنیسازی، پایهریزی شد. مکانیزم طراحیشده قادر است با توجه به هدفگذاری فوق، ورودیهای موردنظر (اکسیژن افزودهشده و زمان جرقهزنی) را بهینه نماید.
https://maj.ihu.ac.ir/article_202519_d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e.pdf
2016-10-22
غنیسازی اکسیژن
اکسیدهای ازت
زمان جرقهزنی
بهینهیابی
شبکههای عصبی
محسن
قنبرنیا سوته
kpagoudarzi@ihu.ac.ir
1
LEAD_AUTHOR
محمدمهدی
دوستدار
mdostdar@ihu.ac.ir
2
AUTHOR
امیر
گودرزی
aamirgoudarzi@gmail.com
3
AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE
مطالعه تجربی ضریب انتقال حرارت جوششی مبرد R-134aدرون لوله موجدار پیچشی
در این تحقیق، مطالعه آزمایشگاهی بر روی ضرایب انتقال حرارت جوششی جریان مبرد R-134a داخل لوله موجدار پیچشی با شیبهای مختلف لوله نسبت به افق ، α ، جهت بررسی یکی از روشهای افزایش انتقال حرارت جوششی صورت گرفته است. دستگاه مورد استفاده، یک سیستم تبرید تراکمی بخار مجهز به کلیه وسایل اندازهگیری مورد نیاز است. این سیستم شامل یک اواپراتور تست است که، از یک لوله موجدار پیچشی استاندارد، از جنس مس، تشکیل شده است و مبرد R-134a جاری در آن بهوسیلة المنت حرارتی، گرم میشود. در این مطالعه دادههای تجربی برای قرارگرفتن لوله در هفت شیب و برای چهار سرعت جرمی متفاوت مبرد جمعآوری گردید. تحلیل دادهها نشان داد که در سرعت جرمی پایین مبرد و کیفیت پایین بخار، بالاترین ضریب انتقال حرارت جوششی که مربوط به شیب ◦90+ α میباشد، حدوداً 62/1 برابر پایینترین ضریب انتقال حرارت در شیب ◦90- α= است. همچنین براساس نتایج آزمایشگاهی حاضر، رابطهای برای ناسلت بهعنوان عدد بیبعد جایگزین h، پیشنهاد گردید که این رابطه 92% نتایج را در محدوده 10% با بهرهگیری از روش تحلیل خطای کول و شولتز پیشبینی میکند.
https://maj.ihu.ac.ir/article_202520_d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e.pdf
2016-10-22
افزایش انتقال حرارت
جریان دوفازی
الگوی جریان
لوله موجدار پیچشی
شیب لوله
محمدعلی
اخوان بهابادی
akhavan@ut.ac.ir
1
LEAD_AUTHOR
مهدی
اسماعیلپور
2
AUTHOR