۷ نتیجه برای کشاورز ولیان
باقر سلیمانی، علی کشاورز ولیان، تورج ملک پور،
دوره ۱۵، شماره ۶ - ( ۶-۱۳۹۴ )
چکیده
جوشش جریانی مادون سرد زمانی رخ می‌دهد که دمای توده‌ی سیال کمتر و دمای سطح تماس بیشتر از دمای اشباع متناظر با فشار سیال باشد. اهمیت ویژه جوشش در این است که باوجود اختلاف دمای کم میان مایع و سطح تماس، انتقال حرارت زیادی مبادله می‌شود، که دلیل این امر بالا بودن میزان گرمای نهان سیال است. در این مقاله اثر سرعت جریان و زبری سطح روی جوشش جریانی مادون سرد آب خالص بررسی شد. بدین منظور یک دستگاه آزمایش طراحی و ساخته شد. دستگاه متشکل از یک کانال شیشه‌ای به سطح مقطع ۳۰×۲۰ میلی‌متر و طول ۱۲۰ سانتی‌متر است. قطعه‌ی مورد آزمایش که یک هیتر استوانه‌ای مسی به قطر ۱۲ میلی‌متر هست، در کف کانال تعبیه‌شده است. آزمایش‌ها برای زبری‌های ۶۵/۰، ۵/۲ و ۴/۴ میکرومتر در سرعت‌های ۵/۰، ۷/۰ و ۹/۰ متر بر ثانیه انجام شدند. نتایج آزمایش‌ها نشان می‌دهد با افزایش زبری سطح، ضریب انتقال حرارت جوشش جریانی افزایش می‌یابد. همچنین با افزایش سرعت، در دماهای سطح جوشش پایین، افزایش انتقال حرارت مشاهده شد. درحالی‌که در دماهای سطح جوشش بالا، عکس روند مذکور مشاهده شد. نتیجه بدست آمده برای اثر سرعت در دماهای سطح جوشش بالا، ناشی از در نظر گرفتن همزمان جابجایی و جوشش و بر هم کنش آن‌ها می‌باشد، که تا کنون به صورت آزمایشگاهی ارایه نشده بود. این کار آزمایشگاهی برای سطح مسی انجام نشده بود.
تورج ملک پور، علی کشاورز ولیان، مسعود ضیاء بشرحق، باقر سلیمانی،
دوره ۱۵، شماره ۱۰ - ( ۱۰-۱۳۹۴ )
چکیده
در سال‌های اخیر مطالعات زیادی در مورد استفاده از نانوسیال روی جوشش استخری انجام شده که نتایج متناقضی در این مورد ارائه شده است. در این مقاله انتقال حرارت جوشش استخری نانوسیال آب-آلومینا در دمای اشباع با غلظت‌های حجمی مختلف ۰۰۲۵/۰ تا ۱ درصد، و آب-تیتانیا با غلظت‌های ۰۰۲۵/۰ ، ۰۱/۰ و ۲۵/۰ درصد حجمی به صورت آزمایشگاهی بررسی شده است. به همین منظور یک دستگاه آزمایش طراحی و ساخته شد. قطعه‌ی مورد آزمایش یک هیتر استوانه‌ای از جنس برنج با زبری ۲/۰ میکرومتر می‌باشد. این آزمایش‌ها برای بررسی تأثیر غلظت و جنس نانوسیال بر ضریب انتقال حرارت جوشش استخری سطح برنجی انجام شده‌اند. نتایج نشان دادند که با افزودن ذرات نانو به سیال پایه آب خالص، ضریب انتقال حرارت کاهش می یابد. در یک شار ثابت، با افزایش غلظت نانوسیال آلومینا از ۰۰۲۵/۰ تا ۰۱/۰ درصد حجمی ضریب انتقال حرارت کاهش و با افزایش بیشتر غلظت آن از ۰۱/۰ تا ۱ درصد حجمی، ضریب انتقال حرارت افزایش می‌یابد. نانوسیال تیتانیا رفتار بدتری نسبت به نانوسیال آلومینا از خود نشان داد و باعث کاهش بیشتر انتقال حرارت جوششی و افزایش بیشتر دمای سطح جوشش در یک شار ثابت شد.
علیرضا بتوئی، علی کشاورز ولیان،
دوره ۱۶، شماره ۲ - ( ۲-۱۳۹۵ )
چکیده
در این تحقیق استفاده از سیکل استرلینگ جهت بازیابی اتلاف حرارتی گازهای خروجی موتور احتراق داخلی بررسی شده است. شبیه سازی تک بعدی احتراق جهت پیش بینی بار حرارتی و دمای گازهای خروجی از اگزوز موتور انجام شده است. نتایج تست تجربی موتور گازسوز M۳۵۵G جهت صحه گذاری مدل شبیه‌سازی استفاده شده است. دمای گازهای خروجی از اگزوز در محدوده ۷۱۰-۶۱۰ درجه سانتیگراد و بار حرارتی انتقال یافته به اگزوز ۱۷۶,۷-۸۴.۱ کیلووات اندازه‌گیری شده است. برنامه تهیه شده دمای گازهای خروجی را با میانگین ۳.۸ درصد و توان تولیدی را با میانگین۵.۹درصد خطا پیش‌بینی می‌نماید. آنالیز حرارتی انرژی منتقل شده به سیستم خنک‌کاری، سیستم اگزوز و توان خروجی موتور انجام شده و بیانگر این مطلب است که تقریباً ۲۵ درصد انرژی به سیستم اگزوز هدایت شده است.با نصب گرم‌کن موتور استرلینگ پیشنهادی در مسیر گازهای خروجی از اگزوز بازیابی ۸.۴ کیلووات در بهترین حالت امکان‌پذیر است. شبیه سازی موتور استرلینگ نوع آلفا جهت پیش‌بینی بازیابی انرژی توسط نرم افزار جی‌تی انجام شده و جهت صحه گذاری شبیه‌سازی از نتایج تست موتور سولو استفاده شده است. با توجه به دقت ۹ درصدی در پیش بینی توان تولیدی موتور استرلینگ، موتور جدیدی با فشار کاری پایین‌تر پیشنهاد شده است. با توجه به تغییر دمای گازهای خروجی موتور احتراق داخلی که ناشی از تغییر شرایط کارکردی نظیر دور موتور است، میزان توان تولید شده و راندمان برای موتور استرلینگ محاسبه شده است. آنالیز حرارتی سیکل ترکیبی نشانگر افزایش ۲ تا ۳ درصدی راندمان نسبت به راندمان موتور احتراق داخلی می‌باشد.
علی آمارلو، علی کشاورز ولیان، علیرضا بتوئی، سیامک علیزاده نیا،
دوره ۱۶، شماره ۱۰ - ( ۱۰-۱۳۹۵ )
چکیده
ساختارهای هندسی زیادی برای موتورهای استرلینگ ارائه شده است که تفاوت آن‌ها در تعداد اجزا و نحوه‌ی قرار گرفتن آن‌ها در کنار یکدیگر است. در ساختار بتا و گاما، دیسپلیسر وظیفه‌ی جابه‌جایی سیال را بین منبع سرد و منبع گرم دارد و ساختار آلفا بدون آن، هندسه‌ی ساده‌تری دارد. از این‌رو در این پژوهش، یک ساختار جدید معرفی می‌شود که دو سیلندر و پیستون بجای دیسپلیسر جایگزین می‌شود و نتیجه آن یک ساختار جدید سه سیلندره‌ی گاما خواهد بود که همانند ساختار آلفا بدون دیسپلیسر، هندسه ساده‌تر و فرایند ساخت راحت‌تری خواهد داشت. برای بررسی نحوه‌ی عملکرد ساختار جدید، یک مدل شبیه‌سازی شده از یک موتور استرلینگ ساخته‌شده با ساختار گاما بر اساس ساختار جدید و هندسه‌ی موتور اس‌تی-۵۰۰ تهیه شده است. مدل‌سازی در نرم‌افزار تحلیلی-صنعتی با نام جی‌تی-سوییت انجام شده است. بیشترین خطا بین ساختار جدید و نتایج تجربی ساختار گاما، در حرارت مصرفی ۲۰ درصد و در کار تولیدی ۱۴,۷ درصد است که با توجه تغییر هندسی ساختار، قابل‌قبول است و ازاین‌رو تحلیل ترمودینامیکی بر پارامترهای عملکردی ساختار جدید انجام شده است. نتایج این تحلیل علاوه بر تائید ماهیت ساختار، نشان می‌دهد که افزایش سرعت برای افزایش عملکرد موتور مناسب نیست و بازده موتور را کاهش می‌دهد اما افزایش دمای منبع گرم و فشار تغذیه اثر خوبی بر بازده داشته و برای بهبود عملکرد موتور پیشنهاد می‌شود
حسن فرضی، علی کشاورز ولیان، علیرضا بتویی،
دوره ۱۷، شماره ۴ - ( ۴-۱۳۹۶ )
چکیده
در دنیای امروز استفاده از موتورهای استرلینگ در صنایع فضایی، زیردریایی‌ها و سیستم‌های همزمان تولید حرارت و توان، نیاز به تحلیل دقیق‌تر این موتورها را افزایش می‌دهد. موتور استرلینگ یک موتور احتراق خارجی است که حرارت مورد نیاز جهت کارکرد خود را به وسیله هیتر از یک منبع حرارتی خارجی می‌گیرد به همین علت بحث انتقال حرارت در آن دارای اهمیت زیادی می‌باشد. در این مقاله عدد ناسلت و ضریب اصطکاک در جریان رفت و برگشتی در مبدل حرارتی یک موتور استرلینگ به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. مبدل حرارتی مورد مطالعه، یک هیتر است که لوله‌های آن به شکل کمانی هستند. پارامترهای مختلفی جهت بررسی مقدار انتقال حرارت و یا ضریب اصطکاک در این هیتر انتخاب شده‌اند. پنج پارامتر انتخاب شده عبارتند از: فرکانس زاویه‌ای، جنس سیال، فشار گاز کاری، رژیم جریان و هندسه هیتر. با افزایش فرکانس زاویه‌ای و فشار گاز کاری، مقدار عدد ناسلت افزایش می‌یابد و همچنین ضریب اصطکاک کاهش می‌یابد. تاثیر سیال‌های کاری مختلف مانند کربن دی اکسید، هوا و هلیوم مورد بحث قرار گرفت. کربن دی اکسید دارای بیشترین عدد ناسلت نسبت به بقیه سیال‌ها می‌باشد و رابطه‌ای برای عدد ناسلت کربن دی اکسید و هوا، ارایه شده است. همچنین عدد ناسلت و ضریب اصطکاک با تغییر رژیم جریان مورد بررسی قرار گرفته است. مقایسه‌ای نیز بین دو هیتر با هندسه عصایی و کمانی انجام شده است که نشان می‌دهد انتقال حرارت در هیتر با هندسه کمانی بیشتر از هندسه عصایی است و ضریب اصطکاک آن دو بسیار نزدیک به هم است.
سید مصطفی خداشناس، مهسا حاجی علی بابایی، علی کشاورز ولیان،
دوره ۱۷، شماره ۷ - ( ۷-۱۳۹۶ )
چکیده
شیرین‌سازی آب به روش تراکم بخار یکی از روش‌های موثر در مقیاس کوچک می‌باشد. این نوع آب شیرین‌کن دارای دو جریان خروجی گرم است. از این جریان‌ها در یک مبدل حرارتی برای پیش‌گرم نمودن آب تغذیه ورودی استفاده می‌شود. در این پژوهش مبدل حرارتی لوله در لوله به عنوان پیش‌گرم‌کن حرارتی با تعداد لوله‌های داخلی متفاوت، طراحی و ساخته شد. این مبدل شامل تعدادی لوله داخلی است، هر یک از لوله‌ها مسیری جداگانه برای یک جریان گرم است. آزمایش ها برای مبدل با یک، دو و سه لوله داخلی انجام شد. میزان دبی ۳۰ تا ۱۲۰ لیتر در ساعت در لوله بیرونی و ۲۰ تا ۹۰ لیتر در ساعت در لوله‌های داخلی در نظر گرفته شده است. نتایج نشان داد با افزایش تعداد لوله‌های داخلی از یک به سه، ضریب انتقال حرارت ۲۹ درصد افزایش می‌یابد. اما کاهش قطر هیدرولیکی معادل لوله بیرونی به میزان ۳۸,۴ درصد ، موجب شد، ناسلت میانگین ۲۲ درصد کاهش یابد. برای تعیین تعداد لوله داخلی معیار ضریب بی‌بعد بهبود عملکرد به صورت نسبت تغییرات نرخ انتقال حرارت به توان لازم برای پمپاژ جریان تعریف شد. بررسی عملکرد مبدل نشان داد که افزایش تعداد لوله‌های داخلی از ۱ به ۲ موجب بهبود عملکرد می‌شود. اما در افزایش تعداد لوله‌های داخلی از ۲ به ۳ تاثیر قابل ملاحظه‌ای بر عملکرد مبدل مشاهده نمی‌شود .در پایان یک رابطه نیمه تجربی برای عدد ناسلت میانگین در مبدل با دو لوله داخلی که بهترین گزینه برای استفاده در آب شیرین‌کن، در این محدوده از دبی می‌باشد، ارایه گردید.
اسما دهقان، علی کشاورز ولیان، علیرضا بتوئی، حجت صابری نژاد،
دوره ۱۷، شماره ۱۰ - ( ۱۰-۱۳۹۶ )
چکیده
یکی از مهم ترین مشخصه های جریان در مبدل های حرارتی موتور استرلینگ، نوسانی بودن جریان است. در این تحقیق جریان رفت و برگشتی در خنک کن موتور استرلینگ به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. حل عددی بر اساس روش حجم محدود و الگوریتم فشار مبنا در کد تجاری نرم افزار فلوئنت انجام شده است. مبدل حرارتی از نوع پوسته و لوله، مایع-گاز است. سیال عامل به صورت گاز، در داخل لوله ها و سیال خنک کننده، آب در اطراف لوله ها در جریان است. ضریب انتقال حرارت، اختلاف دمای سیال عامل و دیواره، عدد ناسلت و ضریب اصطکاک در فشار کاری و فرکانس نوسان متفاوت برای سه سیال هلیم، کربن دی اکسید و نیتروژن بدست آورده شده است. عدد ناسلت، ضریب انتقال حرارت و اختلاف دمای سیال عامل و دیواره، با افزایش فرکانس نوسان و فشار کاری افزایش می یابد و ضریب اصطکاک کاهش می یابد. هلیم دارای بیشترین ضریب انتقال حرارت و ضریب اصطکاک و کمترین اختلاف دما بین سیال عامل و دیواره است. در بیشترین فشار کاری و فرکانس نوسان، بیشترین عدد ناسلت و کمترین ضریب اصطکاک برای کربن دی اکسید بدست آمد. در انتها، رابطه‌ای برای عدد ناسلت و ضریب اصطکاک برای هلیم، کربن دی اکسید و نیتروژن برای محدوده عدد رینولدز جنبشی ۲,۹۶-۲۱۲.۵۰ با مقدار خطا %۰.۲۳-۸.۰۷ پیشنهاد شده است.
