۳۵ نتیجه برای محفظه
کامل میلانی شیروان، مجتبی ماموریان،
دوره ۱۵، شماره ۸ - ( ۸-۱۳۹۴ )
چکیده
روش تاگوچی از سال ۱۹۸۰ به عنوان یک روش موثر به منظور بهینه سازی فرآیند طراحی نمونه‌های مهندسی به کار می‌رود. در این مقاله با استفاده از روش تاگوچی شرایط بهینه در انتقال حرارت و تولید آنتروپی جابجایی ترکیبی نانوسیال آب – مس در یک محفظه مربعی مورد بررسی عددی قرار گرفته است. بدین منظور از یک آرایه متعامد (۴۳) ۱۶ L جهت تحلیل تاگوچی استفاده شده است. همچنین معادلات حاکم به روش حجم کنترل جبری شده و توسط الگوریتم سیمپل بطور همزمان حل شده‌اند. پارامترهای عدد ریچاردسون (۱/۰-۱۰۰)، کسر حجمی نانوذرات مس (۰- ۱۰%) و طول موج سطح موجدار (۰- ۱) به عنوان سه فاکتور موثر مورد نظر جهت تحلیل در چهار سطح در نظر گرفته شده‌اند. این تحلیل برای عدد گراشهف ثابت ۱۰۴ انجام شده است. نتایج نشان می‌دهند که عدد ناسلت متوسط با افزایش عدد ریچاردسون، کسر حجمی نانوذرات مس و طول موج سطح موجدار کاهش می‌یابد. با کمک تحلیل تاگوچی مشخص شد که دیواره تخت ( با طول موج سطح موجدار صفر) در عدد ریچاردسون ۱/۰ و کسر حجمی % ۰ حالت بهینه طراحی برای انتقال حرارت میباشد. در حالیکه هندسه با %۵ =Ф، ۱۰۰=Ri و ۲۵/۰= λ حالت بهینه طراحی برای تولید آنتروپی میباشد. نهایتاً برای انتقال حرارت بیشینه و تولید آنتروپی کمینه هندسه با %۰ =Ф، ۱=Ri و ۲۵/۰= λ را میتوان به عنوان هندسه بهینه انتخاب کرد.
اسماعیل ولی زاده، سید مجتبی موسوی نائینیان، محمد مهدی حیدری، حمیدرضا سعادتی،
دوره ۱۵، شماره ۹ - ( ۹-۱۳۹۴ )
چکیده
محفظه احتراق گردابه‌ای نسل جدید محفظه‌ی موتورهای سوخت مایع میباشد که در آن با چیدمان متفاوت انژکتورها، یک جریان گردابه‌ای درون محفظه احتراق ایجاد می‌کنند. این گردابه کمک زیادی به خنک‌کاری و افزایش میزان اختلاط مولفه‌های پیشرانه در محفظه احتراق می‌کند و میتوان در یک محفظه با حجم کوچک، یک احتراق کامل ایجاد نمود. در پژوهش حاضر برای بررسی تاثیر پارامترهای مختلف ـ از جمله افت فشار، تعداد و زاویه ورودی انژکتورها، قطر محفظه و ضخامت پله‌ی تکیه‌گاهی ـ بر عملکرد این نوع محفظهها، یک محفظه گردابه‌ای برای انجام تست‌های سرد با سیال عامل آب طراحی و ساخته شده است. محفظه ساخته شده، قابلیت‌های زیادی دارد؛ از جمله سهولت تعویض، تغییر افت فشار و تغییر زاویه‌ی ورودی انژکتورها و بررسی ضخامت‌های مختلف پله‌ی تکیه‌گاهی جهت ایجاد جریان گردابه‌ای. با توجه به اینکه بررسی کلیه‌ی پارامترها به صورت تجربی هزینه‌بر میباشد، تست سرد برای چند نمونه انجام و شبیه‌سازی و اعتبارسنجی در آن صورت گرفته است. نتایج شبیه‌سازی و عملکرد محفظه در تست‌ها تطابق خوبی دارند و میتوان با اطمینان از مدل شبیه‌سازی، برای بررسی فرآیندها و پارامترهای دیگر محفظه استفاده کرد. با انجام این تست‌ها میتوان در جهت طراحی، ساخت و تست محفظه احتراق گردابه‌ای اصلی قدم برداشت.
افراسیاب رییسی،
دوره ۱۵، شماره ۱۱ - ( ۱۱-۱۳۹۴ )
چکیده
در این تحقیق، انتقال حرارت جابجایی طبیعی در یک محفظه مربعی پر شده از سیال غیرنیوتنی مدل تابع نمایی با وجود یک جفت مانع دما ثابت که به صورت افقی بر روی دیوار عمودی محفظه نصب شده‌اند، بررسی شده است. دیوار سمت چپ به همراه مانع‌های نصب شده بر روی آن در دمای ثابت T_h و دیوار سمت راست در دمای ثابت T_c قرار دارند. دیوارهای افقی محفظه عایق شده‌اند. معادلات حاکم برای سیال غیر نیوتنی مدل تابع نمایی به روش تفاضل محدود بر مبنای حجم کنترل جبری شده و با استفاده از الگوریتم سیمپل به طور همزمان حل شده‌اند. تاثیر پارامترهای مربوطه مانند عدد رایلی 〖۱۰〗^۳≤Ra≤〖۱۰〗^۶، شاخص تابع نمایی۰,۸≤n≤۱.۴، طول مانع‌ها۰≤B≤۰.۵ و فاصله‌ی مانع‌ها از یکدیگر ۰.۱≤D≤۰.۸ بر روی میدان‌های جریان و دما و نرخ انتقال حرارت بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد که افزایش عدد رایلی، به ویژه برای مقادیر n<۱، باعث افزایش نرخ انتقال حرارت می‌شود و استفاده از سیالات غیر نیوتنی رقیق برشی، مخصوصا در اعداد رایلی بالا نیز عملکرد حرارتی محفظه را بهبود می‌بخشد. نتایج همچنین نشان می‌دهند که طول مانع‌ها و فاصله آنها از یکدیگر، بسته به مقادیر عدد رایلی و شاخص تابع نمایی تاثیرات قابل توجهی بر روی میدان جریان و عملکرد حرارتی محفظه دارند.
مریم معین الدینی، سید عبدالرضا گنجعلیخان نسب،
دوره ۱۶، شماره ۳ - ( ۳-۱۳۹۵ )
چکیده
در مطالعه حاضر، جریان آرام جابجایی ترکیبی در حضور گاز تشعشعی در یک محفظه شیبدار دو بعدی با در مرزی متحرک به صورت عددی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. سیال عامل همانند یک محیط خاکستری با توانایی جذب، صدور و پخش تشعشع رفتار می‌کند. معادلات حاکم شامل معادله پیوستگی، مومنتوم و انرژی توسط روش حجم محدود گسسته می‌شوند و با استفاده از الگوریتم سیمپل حل می‌گردند. برای محاسبه جمله تشعشع در معادله انرژی، معادله انتقال تشعشع به صورت عددی و با استفاده از روش راستاهای مجزا، حل شده و توزیع شار تشعشعی داخل جریان گاز محاسبه می‌شود. اثر تغییر در سرعت در مرزی متحرک، بر رفتار ترموهیدرودینامیکی یک محفظه دو بعدی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج حاصل به صورت رسم خطوط جریان، خطوط دما ثابت، توزیع عدد ناسلت جابجایی و کل بر روی دیوار پایین محفظه گزارش شده اند. نتایج، نشان می‌دهد که افزایش عدد رینولدز، منجر به توزیع دمای نسبتا یکنواختی در گستره وسیعی از محفظه خواهد شد که در زوایای شیب ۳۰ و ۶۰ درجه، یکنواختی توزیع دما بیشتر است که در پی آن کاهش انتقال حرارت از سطوح محفظه عاید می شود.
مجید طهماسبی کهیانی، بهزاد قاسمی، افراسیاب رئیسی،
دوره ۱۶، شماره ۹ - ( ۹-۱۳۹۵ )
چکیده
در این مقاله ذوب نانو ماده تغییر فازدهنده سیکلو هگزان- مس در یک محفظه مربعی متخلخل ، به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. دمای اولیه نانو ماده Ti برابر با دمای ذوب آن، Tm ، است. دیواره های افقی این محفظه عایق است. در شروع دمای دیوار عمودی سمت چپ به بالاتر از دمای ذوب نانو ماده تغییر می یا بد. در معادلات بی بعد شده سه پارامتر مؤثر وجود خواهد داشت که عبارتند از: φ, Raو ε. معادلات بی بعد حاکم بر اساس مدل دارسی به دست آمده اند و برای حل این معادلات از روش حجم کنترل استفاده شده است. اثر تغییر پارامترهای مذکور بر میدان جریان و دما ، آهنگ انتقال گرما و مدت زمان لازم جهت ذوب کامل نانو ماده در شرایط مختلف بررسی شده است. نتایج نشان دهنده تاثیر گذاری بالای تغییر تخلخل محیط ، بر روند و مدت زمان ذوب در محفظه است. حال آنکه تاثیر تغییر درصد حجمی نانو ذرات ، تنها ایجاد تاخیر کوچکی در مدت زمان ذوب کامل نانو ماده بوده است. افزایش عدد رایلی باعث افزایش قدرت مکانیزم انتقال گرمای جابجایی در محفظه شده و به تبع آن سرعت ذوب در محفظه افزایش یافته و شکل خط ذوب از حالت خط راست موازی با وجوه عمودی محفظه به خط منحنی شکل تبدیل می شود.
مهدی ظهور، ابوالفضل کاظمی نسب، محمد شهابی زاده،
دوره ۱۶، شماره ۱۰ - ( ۱۰-۱۳۹۵ )
چکیده
در این مقاله، تأثیر شکل هندسی قالب در فرایند اکستروژن مستقیم روی تلرانس ابعادی سطح مقطع یک قطعه بررسی شده و سرعت اکستروژن، جریان فلز، دمای اکستروژن و نیروی اکستروژن، به عنوان متغیرهای فرایند به‌صورت تجربی و عددی مورد مطالعه قرار گرفتند. قطعهکار مورد آزمایش از جنس آلیاژ آلومینیوم ۲۰۱۴ با ضخامت دیواره متفاوت میباشد. این تفاوت در ضخامت دیواره موجب تغییرات در سرعت سیلان ماده هنگام خروج از قالب می‌شود. در نتیجه قالبی که برای تولید این قطعه استفاده می-شود، باید قادر به کنترل نرخ جریان فلز باشد. در این مطالعه، از دو قالب مختلف برای تولید این قطعه استفاده شده است. در قالب اول برای کنترل سرعت فلز از روش ایجاد طول بیرینگ متغیر و در قالب دوم علاوه بر طول بیرینگ از تغذیه کننده نیز در کانالهای باریکتر بهره برده شده است. از نتایجی که در آنالیز تجربی و عددی بر روی قالب اول به‌دست آمد، میتوان نتیجه گرفت که این قالب کارایی لازم را برای تولید این قطعه ندارد. زیرا قادر به یکسان نمودن جریان ماده در تمام سطح مقطع قطعه نیست. بههمین دلیل مشکلاتی از جمله کیفیت پایین همراه با عدم دقت لازم در ابعاد قطعه تولید شده، مخصوصاً در مقطع‌های باریکتر (به علت پر نشدن گوشههای قالب) وجود دارد. نتایج حاصل از آنالیز عددی قالب دوم نشان می‌دهد که کارایی قالب دوم بسیار بهتر از قالب اول بوده و توانسته سرعت سیلان ماده را در کل سطح مقطع قطعهکار تقریباً برابر کند و موجب بهبود دقت ابعادی در محصول شود.
فتح اله امی، زهیر صبوحی،
دوره ۱۶، شماره ۱۰ - ( ۱۰-۱۳۹۵ )
چکیده
طراحی محفظه احتراق همواره به عنوان پرچالش‌ترین بخش طراحی توربین گاز شناخته شده است. در این مقاله بر طراحی مفهومی محفظه احتراق موتورهای هوایی متعارف تمرکز شده است. ضرورت این پژوهش از نیاز مبرم به یک مدل جامع و کارا جهت فراهم کردن سریع داده‌ها در مراحل اولیه فرایند طراحی (طراحی مفهومی و طراحی مقدماتی) نشأت می‌گیرد. در راهکار پیشنهادی طراحی و تخمین عملکرد محفظه احتراق یکپارچه شده است. برای این منظور، یک کد رایانه‌ای بر پایه روندهای طراحی توسعه داده شده است. با استفاده از ابزار طراحی توسعه داده شده، هندسه محفظه احتراق و پارامترهای عملکردی آن حاصل می‌گردد. بر اساس سطح اطلاعات موجود در مراحل اولیه طراحی، روش شبکه رآکتورهای شیمیایی جهت مدلسازی احتراق انتخاب شده است. در این راستا، سه مکانیزم شیمیایی مختلف برای سوخت هوایی Jet-A مطالعه گردیده است. علاوه بر این، تبخیر قطرات سوخت مایع و غیریکنواختی مخلوط سوخت و هوا در ناحیه اولیه محفظه احتراق مدل شده است. نتایج حاصل از ابزار طراحی با داده‌های یک محفظه احتراق حلقوی مقایسه شده است که همگرایی قابل قبولی میان ابعاد و آلایندههای خروجی نشان داده شده است.
مجید کام ور، مجید قاسمی،
دوره ۱۷، شماره ۱ - ( ۱-۱۳۹۶ )
چکیده
در مطالعه حاضر عملکرد یک پیل سوختی اکسید جامد تکمحفظهای از نوع همصفحهای با مخلوط متان-اکسیژن-نیتروژن تحت شرایط پایا بصورت عددی بررسی می‌شود. هندسه پیل دو بعدی در نظر گرفته می‌شود و ناحیه محاسباتی از محفظه گازی، الکترود آند، الکترود کاتد و الکترولیت تشکیل می‌شود. مخلوط اکسیژن-متان-نیتروژن به ترتیب با کسر جرمی اولیه ۷./۰، ۱۴/۰ و ۷۷/۰ به سمت پیل تغذیه می‌شود. تمامی خواص فیزیکی تابع دما درنظر گرفته می‌شود. معادلات غیرخطی کاملاً کوپل شده حاکم شامل معادلات بقاء جرم، اندازه حرکت، گونه شیمیایی و بار الکترونی و یونی میباشد که در یک نرم‌افزار تجارتی فرمولبندی شده و با استفاده از روش المان محدود حل می‌شوند. جهت نشان دادن صحت مدل، نتایج حاصل از مدل با نتایج یک مدل عددی مشابه مقایسه می‌گردد. در پایان تحلیل عملکرد پیل شامل توزیع سرعت، دما و غلظت تمامی گونههای گازی مورد بحث قرار می‌گیرد. نتایج نشان می‌دهد که ماکزیمم دما در سمت الکترود آند اتفاق می‌افتد که دلیل آن واکنش اکسایش متان است که به شدت گرماده میباشد. این مقدار افزایش دما ایجاده شده در پیل مزیتی میباشد تا دمای کاری پیل پایینتر آید. بعلاوه، نشان داده می‌شود که بخش زیادی از هیدروژن به صورت مصرف نشده از محفظه خارج می‌شود که یکی از عوامل اصلی کاهش عملکرد در این نوع از پیل میباشد.
جواد رحمن نژاد، سید علی میربزرگی،
دوره ۱۷، شماره ۴ - ( ۴-۱۳۹۶ )
چکیده
در این مقاله، یک روش مرز غوطه‌ور-لتیس بولتزمن جدید برای شبیه سازی مسائل حرارتی همراه با شرط مرزی شار حرارتی ثابت توسعه داده شده است. در این روش شرط مرزی عدم لغزش با استفاده از روش اصلاح سرعت ضمنی و شرط مرزی شار حرارتی ثابت با توجه به اختلاف بین شار حرارتی مطلوب و شار محاسبه شده در روند حل اعمال می‌شود. اصلاح سرعت به عنوان یک جمله نیرویی به معادله بولتزمن افزوده می‌گردد و برای اصلاح دما، یک جمله چشمه/چاه گرمایی در معادله انرژی منظور می‌شود. حذف فرآیند پیچیده‌ی تولید شبکه، سادگی و کارآیی در عین حفظ دقت، از مزیتهای بارز روش پیشنهادی میباشد. با استفاده از این روش، جریان جابجایی آزاد حول یک استوانه دایروی داغ با شار حرارتی ثابت، درون محفظه‌ای با دیواره‌های سرد در اعداد رایلی ۱۰۳ تا ۱۰۶ مورد مطالعه قرار گرفته است. بعلاوه، اثرات تغییر موقعیت قطری استوانه بر الگوهای جریان و انتقال حرارت و همچنین توزیع عدد ناسلت محلی روی سطح استوانه و دیواره‌های محفظه بررسی شده است. نتایج حاصل، نشان می‌دهد که مکان وقوع عدد ناسلت بیشینه به شدت به موقعیت قطری استوانه وابسته است. با توجه به نتایج این شبیه‌سازیها، میتوان اظهار داشت که روش حاضر قادرست شرط مرزی شار حرارتی ثابت را به درستی اعمال کند.
ایمان پیشکار دهکردی، بهزاد قاسمی،
دوره ۱۸، شماره ۲ - ( ۲-۱۳۹۷ )
چکیده
در این تحقیق، به بررسی عددی انتقال حرارت جابجایی سیال غیرنیوتنی ضخیم شونده مدل پاورلا در یک محفظه بسته نامتقارن با نسبت منظری ثابت پرداخته شده است. در بسیاری تحقیقات پیشین، محفظه انتقال حرارت متقارن و تحت یک زاویه مشخص در نظر گرفته شده است. در این مطالعه معادلات حاکم به روش حجم محدود جبری شده و با استفاده از الگوریتم سیمپل سی حل شده است. برای اطمینان از صحت نتایج، نتایج کد نوشته شده را با نتایج مقالات دیگر در زمینه سیالات نیوتنی و غیر نیوتنی مقایسه شده است. اثر زاویه تمایل محفظه و عدد رایلی بر انتقال حرارت و میدان جریان بررسی و مشاهده گردید که در اعداد رایلی کوچکتر از تغییر زاویه تمایل تاثیری محسوسی بر انتقال حرارت نداشته و در اعداد رایلی بزرگتر از در زاویه کمترین انتقال حرارت را نسبت به سایر زوایا داریم. همچنین نتایج سیال نیوتنی و غیرنیوتنی ضخیم شونده با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج نشان می‌دهد که انتقال حرارت توسط سیالات غیر نیوتنی ضخیم شونده علاوه بر سایر پارامترها وابسته به n میباشد و در حالتی که زاویه تمایل محفظه باشد، انتقال حرارت سیالات نیوتنی و غیر نیوتنی ضخیم شونده برابر است. با توجه به رفتار غیر نیوتنی سیال و بی بعدسازی مساله، عدد بی بعد جدیدی با نامگذاری عدد پرانتل توسعه یافته〖(Pr〗^*) در معادلات ظاهر گردید که به خواص سیال، هندسه جریان و توان پاورلا وابسته میباشد. مقدار بهینه آن در〖(Pr〗^*=۰,۰۷) مشاهده شد که در آن انتقال حرارت از محفظه مورد نظر به حد ماکزیمم خود رسید.
زهرا علیزاده کاکلر، محمدرضا انصاری،
دوره ۱۸، شماره ۵ - ( ۶-۱۳۹۷ )
چکیده
مطالعه حاضر به بررسی اثر طول محفظه اختلاط بر جریان دوفازی درون اتمایزر گازدار و ضخامت فیلم مایع خارج شونده از اتمایزر در نسبت‌های دبی جرمی گاز به مایع مختلف می‌پردازد. به این منظور جریان داخلی اتمایزر گازدار برای سه طول مختلف از محفظه اختلاط، در نسبت‌های دبی جرمی گاز به مایع ۰,۰۸%، ۰.۳۲% و ۱.۲۴% و دبی مایع۰.۳۸ L/min، به کمک مدل تعقیب سطح مشترک حجم سیال شبیه‌سازی شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهند که طول محفظه اختلاط تأثیر چندانی بر رژیم جریان حاکم در مجرای تخلیه ندارد. اما با افزایش طول محفظه اختلاط، جریان دوفازی درون این محفظه به صورت توسعه‌یافته‌تری وارد مجرای تخلیه می‌شود. بنابراین ناپایداری‌های سطح مشترک دوفاز در مجرای تخلیه برای اتمایزر با محفظه اختلاط بلندتر کمتر است. همین‌طور براساس نتایج اندازه‌گیری ضخامت فیلم مایع خارج شونده از اتمایزر گازدار، تأثیر طول محفظه اختلاط بر ضخامت این فیلم بستگی به نسبت دبی جرمی گاز به مایع دارد. در نسبت دبی جرمی گاز به مایع پایین افزایش طول محفظه اختلاط باعث افزایش ضخامت فیلم مایع خارج شونده از اتمایزر می‌شود. در حالی که، در نسبت دبی جرمی گاز به مایع بالا عکس این حالت اتفاق می‌افتد. در نسبت دبی جرمی گاز به مایع میانی، تغییرات ضخامت فیلم مایع خارج شونده از اتمایزر با طول محفظه اختلاط روند ثابتی را نشان نمی‌دهد.
مرتضی حبیبی، فتح اله امی، زهیر صبوحی،
دوره ۱۸، شماره ۶ - ( ۷-۱۳۹۷ )
چکیده
امروزه موتورهای توربینی کاربرد بسیاری در صنعت حمل‌ونقل و تولید انرژی دارند. با توجه به استفاده از سوخت‌های فسیلی در این نوع موتورها که منجر به تولید اکسیدهای نیتروژن و کربن مونوکسید می‌شود، نگرانی‌های زیست محیطی در این حوزه افزایش یافته است. روش‌های مختلفی جهت کاهش انتشار آلاینده‌ها پیشنهاد شده است. یکی از این روش‌ها افزودن بخارآب یا آب به محفظه احتراق جهت کاهش دمای شعله است. افزودن بخار به روش‌های گوناگونی انجام می‌گیرد. در این پژوهش فرض شده است که بخار در دیفیوزر به جریان اضافه می‌شود و به‌صورت پیش آمیخته با هوا وارد محفظه احتراق می‌شود. افزودن بخار فرآیند احتراق در داخل محفظه احتراق را تحت تاثیر قرار می‌دهد. لذا، بایستی بخار افزوده شده در فرآیند طراحی محفظه احتراق در نظر گرفته شود. از همین رو مدلی برای طراحی مفهومی هندسه محفظه و مطالعه تاثیر افزودن بخار روی آن ارائه خواهد شد. به همین منظور از داده‌های یک محفظه احتراق موتور واقعی برای مقایسه نتایج حاصل از طراحی هندسه به کمک مدل و بررسی تاثیر افزون بخار روی هندسه محفظه استفاده خواهد شد. برای بررسی عملکرد محفظه احتراق از روش شبکه راکتورهای شیمیایی جهت مدلسازی احتراق استفاده خواهد شد. ابتدا به کمک این روش مدلسازی احتراق بدون افزون بخار برای یک محفظه احتراق متداول حلقوی صورت می‌گیرد و نتایج حاصل از این روش با داده‌های این محفظه حلقوی مقایسه، سپس تاثیر افزودن بخار بر عملکرد مورد بررسی قرار می‌گیرد. در این پژوهش نشان داده شد که افزودن بخار راه موثری برای کاهش دما شعله و انتشار آلاینده است.
میلاد ژاله‌رفعتی، آیدین جوادی، مریم طاهری‌نژاد، سیدفرشید چینی،
دوره ۱۹، شماره ۲ - ( ۱۱-۱۳۹۷ )
چکیده
برای کاهش آلایندههای خروجی توربین گاز تولیدکنندگان این توربین‌ها همواره به‌دنبال تکنولوژی‌های جدید هستند. یکی از آلایندههای مهم توربین‌های گاز در حالتی که گاز طبیعی می‌سوزانند، اکسیدهای نیتروژن است. در دماهای بالا NOx حرارتی اصلی‌ترین علت تشکیل NOx در توربین گاز است؛ در نتیجه تزریق آب در دماهای بالا منجر به کاهش NOx می‌شود. ولی باید توجه کرد که تزریق آب منجر به افزایش آلاینده مونواکسید کربن و همچنین صدمه به محفظه احتراق می‌شود. در نتیجه مقدار بهینه دبی آب تزریق‌شده به داخل محفظه احتراق مقداری است که NOx را به حد مورد قبول استاندارد محیط زیست برساند. برای پی‌بردن به مقدار بهینه دبی آب، احتراق داخل محفظه را برای حالت‌های تمام‌بار و بارجزیی، ابتدا بدون تزریق آب و سپس با تزریق آب به روش عددی مورد بررسی قرار دادیم. تزریق آب با دبی و دماهای مختلف انجام شد تا مقدار بهینه دبی و دمای آب به دست آید. نتایج نشان داد که در حالت تمام‌بار دبی بهینه برای تزریق آب برابر با ۱۰۰% مقدار سوخت تزریق‌شده و فشار لازم برای تزریق آب نیز در حالت تمام‌بار برابر با ۲۴/۴۵ بار است. در حالت بار جزیی (دبی سوخت برابر ۷۵% دبی سوخت تمام‌بار) مقدار بهینه تزریق آب برابر با ۸۰% مقدار سوخت تزریق شده است. در این حالت فشار لازم برای تزریق آب حدود ۱۶/۵ بار است. همچنین نتایج نشان می‌دهند که تغییر دمای آب در محدوده ˚C۸۰-۱۰ تاثیر قابل توجهی بر تولید آلاینده NOx ندارد و میتوان آب را با همان دمای محیط برای تزریق ارسال کرد.
مسعود نیک مهر، ولی کلانتر،
دوره ۱۹، شماره ۱۰ - ( ۷-۱۳۹۸ )
چکیده
امروزه با افزایش توان تجهیزات الکترونیکی، نرخ تولید حرارت آنها نیز افزایش یافته است لذا برای خنک‌سازی قطعات مختلف نیاز به استفاده از روش‌های جدید است. یکی از راه حل‌های مناسب برای خنک‌سازی قطعات توان بالا، استفاده از محفظه‌های بخار است. محفظه بخار از سه بخش تشکیل می‌شود، بخش تبخیر، میانی و چگالش که به صورت مسطح ساخته می‌شوند و می‌توانند مقدار قابل توجهی از حرارت را بدون نیاز به توان خارجی و فقط با استفاده از تغییر فاز سیال، منتقل نمایند. در این تحقیق دو محفظه بخار با طول و عرض ۱۲۰ و ارتفاع ۱۵میلی‌متر برای خنک‌سازی برد مدار چاپی حرارت بالا ساخته شده است که بخش تبخیر یکی از آنها زبر شده و بخش چگالش آنها به وسیله پره و از طریق هوا خنک می‌شود. در این پژوهش تأثیر زبرنمودن بخش تبخیر، زاویه قرارگیری محفظه بخار با افق، حرارت‌های ورودی مختلف و تغییر شکل هندسی منبع حرارتی در مساحت ثابت و همچنین تغییر محل نصب منبع حرارتی در بخش تبخیر بر عملکرد حرارتی محفظه بخار به صورت تجربی بررسی و مقایسه شده است. نتایج آزمایش‌ها نشان می‌دهد افزایش میزان حرارت و زبرنمودن بخش تبخیر باعث بهبود عملکرد محفظه بخار شده است همچنین مقاومت حرارتی محفظه بخار تابع تغییر زاویه آن با افق، تغییر شکل و محل نصب منبع حرارتی است.
مسعود نیک‌مهر، ولی کلانتر، محمد سفید،
دوره ۲۰، شماره ۶ - ( ۳-۱۳۹۹ )
چکیده
استفاده از محفظه‌های بخار راه‌کاری مفید برای کنترل دمای قطعات الکترونیکی است. در این تحقیق، دو محفظه بخار با ابعاد یکسان مورد آزمایش قرار گرفته است. بخش چگالش یکی از آنها آبگریزشده و دومی به‌صورت ساده و بدون عملیات آبگریزنمودن باقی مانده است. در این پژوهش با توجه به تاثیر خاصیت آبگریزی بخش چگالش محفظه بخار، تاثیر عایق‌نمودن سطح پیرامونی در هر دو محفظه بخار و تاثیر سایر پارامترهای مختلف، شامل زاویه محفظه بخار با افق، حرارت‌های مختلف تولیدشده توسط منبع حرارتی (برد مدار چاپی)، تغییر شکل هندسی منبع حرارتی در مساحت ثابت و همچنین تغییر محل نصب منبع حرارتی در کف تبخیرکننده، بر عملکرد حرارتی محفظه بخار، به‌عنوان کاری تجربی، بررسی و با محفظه بخار ساده مقایسه شده است. تاثیر قرارگرفتن منبع حرارتی در تمام کف بخش تبخیر، با افزایش‌دادن مساحت آن نیز در هر دو محفظه بخار مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که آبگریزنمودن و افزایش میزان حرارت، در مجموع و در اکثر حالات آزمایش باعث کاهش مقاومت حرارتی محفظه بخار شده است. همچنین عملکرد حرارتی محفظه بخار با نصب برد مدار چاپی در تمامی کف تبخیرکننده بهبود یافته است و به سایر پارامترهای بررسی‌شده در این تحقیق وابسته است. همچنین عایق‌نمودن سطح جانبی در محفظه بخار ساده باعث افزایش مقاومت حرارتی و در محفظه بخار دارای بخش چگالش آبگریز باعث کاهش مقاومت حرارتی شده‌است.
محمدرضا نوذری، صادق تابع‌جماعت، مجید آقایاری، حسن صادقی‌زاده،
دوره ۲۰، شماره ۷ - ( ۴-۱۳۹۹ )
چکیده
محفظه احتراق، قلب تپنده توربین‌های گازی است و تاثیر مستقیم روی آلایندگی و راندمان آنها دارد. با توجه به شرایط پیچیده حاکم بر جریان در محفظه احتراق به‌علت اثرات متعدد توربولانس و اختلاط جریانها و همچنین رفتار شعلههای آشفته، پیش‌بینی عملکرد اینگونه محفظهها امری بسیار پیچیده و عملاً غیرممکن است. بدین سبب نیاز به انجام آزمون‌های تجربی به‌منظور شناسایی رفتار حاکم بر محفظه، امری ضروری و اجتناب‌ناپذیر است. در این پژوهش یک محفظه استوانه‌ای‌شکل با استفاده از سوخت گاز مایع در شرایط اتمسفریک به‌صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا محدوده پایداری آن سپس توزیع دمای داخل محفظه و خروجی آن در ۶ نقطه کاری، به‌دست آمد و رفتار شعله مورد بررسی قرار گرفت. همچنین میزان آلایندگی خروجی محفظه نیز در دبی‌ها و نسبت هم‌ارزی‌های متعدد به‌دست آمد. ملاحظه می‌شود در دبی هوای ثابت با افزایش دبی سوخت (یا به‌عبارتی با افزایش نسبت هم‌ارزی)، شعله به سمت خروجی محفظه حرکت می‌کند و در نهایت از محفظه بیرون می‌رود. همچنین با مشاهده آلایندههای خروجی میتوان نتیجه گرفت که در دبی سوخت ثابت، با افزایش دبی هوا، میزان آلاینده CO افزایش و NOx کاهش می‌یابد.
دوره ۲۱، شماره ۱۵۵ - ( ۱۰-۱۴۰۳ )
چکیده
چکیده: صنعت آبمیوه به دنبال سیستم‌های راکتور میدان‌های الکتریکی پالسی مقرون‌به‌صرفه (PEF) برای تصفیه سیال در مقیاس حجیم است. این مقاله توسعه یک محفظه شیشه‌ای مارپیچ شکل (HSGC) را برای بهبود و بررسی PEF در صنعت آبمیوه مورد بحث قرار می‌دهد. تصفیه PEF یک فناوری غیر حرارتی است که برای نگهداری و فرآوری آب میوه استفاده می شود. هدف طراحی HSGC بهبود کارایی و اثربخشی درمان PEF با افزایش توزیع میدان های الکتریکی در داخل محفظه است. اعتقاد بر این است که درمان PEF سبب بهبود پارامترهای بیوشیمیایی و فیزیکی می‌شود. طرح‌های سنتی ویژگی‌های خوبی برای یکنواختی درمان PEF و زمان ماندگاری طولانی سیال ندارند. HSGC توسعه‌یافته با موفقیت بر روی نمونه‌های آب انبه اعمال شد و تنوع پارامترهای شیمیایی از جمله ویسکوزیته و هدایت، از جمله غیرفعال‌سازی میکروبی میکروارگانیسم‌ها (اشرشیاکُلی) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج با مقادیر جدید شرایط آبمیوه مقایسه شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که سیال آب میوه در محدوده دمای معمولی ۲۵-۲۰ درجه سانتی گراد باقی می ماند. نتایج دلگرم‌کننده و مورد بحث قرار گرفت و نشان داد که HSGC یک گزینه مناسب برای پردازش آب انبه ترش با مقدار قابل‌توجهی غیرفعال‌سازی میکروبی بدون تأثیر نامطلوب بر پارامترهای فیزیکی و بیوشیمیایی است. علاوه بر این، برای نگهداری طولانی مدت آب میوه و مایعات موثر است. زمان ماندگاری در محفظه تصفیه، شدت و یکنواختی تیمار PEF بر تنوع مواد شیمیایی تأثیر می گذارد. نتایج، امکان و مزایای استفاده از محفظه مارپیچ شکل را برای درمان PEF نشان می‌دهد، که مزایای بالقوه‌ای برای کیفیت آبمیوه و ماندگاری دارد. به طور کلی، این مقاله بینش های ارزشمندی را در مورد توسعه فناوری های نوآورانه برای صنعت آبمیوه ارائه می دهد.
مجید آقایاری، صادق تابع جماعت،
دوره ۲۲، شماره ۷ - ( ۴-۱۴۰۱ )
چکیده
در طراحی محفظه احتراق، پارامترهای مختلفی مدنظر باید قرار بگیرد. از جمله این پارامترها میتوان به توزیع دمای یکنواخت در خروجی محفظه، کنترل پایداری شعله، آلایندگی کمتر، بازده بیشتر احتراق، دمای دیواره کمتر و افت فشار کمتر در محفظه اشاره کرد. با توجه به شرایط پیچیده حاکم بر جریان در محفظه احتراق بعلت اثرات متعدد توربولانس و اختلاط جریانها و همچنین رفتار شعلههای آشفته، پیش بینی عملکرد اینگونه محفظهها امری بسیار پیچیده میباشد. در این مقاله، سعی شده است محفظه احتراق میکروتوربین دانشگاه صنعتی امیرکبیر به لحاظ چرخاننده بررسی شده و بهینه گردد. متغیرهای این بهینه سازی تعداد، ضخامت و زایه پرهها و توابع هدف کاهش مقدار CO، NOx، هیدروکربن نسوخته و افزایش دمای خروجی در نظر گرفته شد. این کار به کمک روش عددی انجام و در نهایت چرخاننده انتخاب شده در روش عددی، در روش تجربی تست گردید. با توجه به مطالعات انجام شده، در نهایت چرخاننده با زاویه ۶۰ درجه، تعداد ۱۲ پره و ضخامت ۷۵/۰ میلی متر به عنوان گزینه نهایی انتخاب شد. در نتایج نهایی، مقدار آلایندگی CO به میزان قابل توجهی کاهش پیدا کرد. البته دمای خروجی و ضریب یکنواختی دمای خروجی و هیدروکربن نسوخته در گزینه نهایی کمتر شد. با این حال یکنواختی دما داخل محفظه بیشتر شد.
بهروز خدائی‌پور، حسین خدارحمی، میلاد صادق یزدی، مجتبی ضیا شمامی،
دوره ۲۴، شماره ۸ - ( ۵-۱۴۰۳ )
چکیده
سازه‌های چندمحفظه‌ای، دسته‌ای از زره‌های چندلایه هستند که به دلیل بازدهی مقاومتی بالا در برابر انفجارهای زیرآب، فناوری ساده و هزینه پایین ساخت و قابلیت تعمیرپذیری، به‌طور گسترده برای محافظت از تجهیزات دریایی استفاده می‌شوند. مقاله حاضر به مطالعه عددی آسیب ناشی از اتفجار تماسی زیرآب در سازه‌هایی با ساختار مفهومی متشکل از سه لایه فلزی و دو محفظه مابین می‌پردازد و بهترین مولفه‌های ساختاری مادی را پیشنهاد می‌دهد. برای این منظور مجموعه آزمایش‌هایی طراحی و به‌کمک نرم‌افزار اتوداین شبیه‌سازی شدند. فرآیند مدلسازی عددی و خروجی‌های آن با نتایج یک آزمون تجربی اعتبارسنجی شد. نتایج نشان داد که تمام ساختارهای با محیط‌های واسط مشابه هوا-هوا و آب-آب در محفظهها دچار پارگی در لایه آخر شدند. ساختارهای با محیط واسط هوا-آب در صورت بهره‌گیری از لایه میانی از جنس St۳۷، پارگی در لایه آخر را تجربه نمی‌کنند و یک افزایش جذب انرژی قابل توجه ۶۲ درصدی را مشروط به داشتن لایه جلو St۳۷ نشان می دهند. همچنین ساختارهای با محیط‌های واسط آب-هوا بدون هرنوع پارگی در لایه آخر، همگی موفق عمل کرده و استفاده از لایه میانی St۳۷ در آنها منجر به کاهش ۴۹ درصدی خیز لایه آخر می‌شود. همچنین مقایسه عملکرد سازه‌ها نشان داد که سازهای متشکل از لایه‌های به ترتیب Al۲۰۲۴-T۳، St۳۷ و St۳۷ و محیط‌های واسط آب-هوا، همزمان بهترین مقادیر را برای خیز حداقلی ۶/۱۱ میلی‌متری در لایه آخر و جذب انرژی ویژه سطحی حداکثری معادل با ۶/۸۴ ژول مترمربع بر کیلوگرم نتیجه می‌دهد.
عارف سهرابی، سید مهدی میرساجدی،
دوره ۲۴، شماره ۱۲ - ( ۹-۱۴۰۳ )
چکیده
این مطالعه به بررسی احتراق مخلوط هیدروژن و متان در محفظه احتراق حلقوی میکروتوربین C۳۰ پرداخته است. هدف اصلی تحقیق ارزیابی تأثیر احتراق پیش مخلوط متان و هیدروژن بر میزان آلایندگی و دمای خروجی در یک محفظه احتراق حلقوی است. شبیه‌سازی‌های انجام شده با استفاده از مدل احتراقی نیمه پیش‌آمیخته و مدل توربولانسی k-ε انجام شده و از تابع چگالی احتمال PDF برای شبیه‌سازی واکنش‌های شیمیایی استفاده می‌شود. برای تحلیل دقیق نتایج در رابطه با میزان آلایندگی تولیدی، تحلیل و مقایسه در دمای ورودی توربین ثابت انجام شد. نتایج نشان می‌دهند که با افزودن هیدروژن به متان حتی در دمای ورودی توربین ثابت به علت افزایش دمای شعله در مقایسه با متان خالص، میزان آلاینده NOx افزایش پیدا می‌کند، اما می‌تواند به کاهش مصرف سوخت تا ۳۵ درصد کمک کند. همچنین مشخص شد که استفاده از مخلوط ۶۰ درصد متان و ۴۰ درصد هیدروژن موجب کاهش ۶۱ درصدی در تولید CO۲ می‌شود. این مطالعه نشان داد میتوان به علت پیش مخلوط بودن سوخت و هوا، هندسه حلقوی و الگوی چرخشی جریان در سراسر محفظه احتراق، در ترکیب سوخت شامل ۳۰ درصد هیدروژن، تولید NOx را به ppm ۱/۱۶ رساند، که به طور قابل توجهی کمتر از مقدار ppm ۴۶ گزارش شده در مطالعات پیشین است. همچنین میزان آلاینده CO با افزایش سهم هیدروژن در سوخت ۱۶ درصد کاهش پیدا می‌کند. این نتایج نشان می‌دهد که محفظه احتراق‌های حلقوی با جریان پیش‌مخلوط و استفاده از ترکیب سوخت هیدروژن و متان، پتانسیل بالایی برای کاهش آلاینده‌ها و بهینه‌سازی مصرف سوخت دارند
