per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
1
10
6770
Original Article
محاسبه میزان هدررفت گاز طبیعی از یک حفره در خطوط لوله توزیع گاز زیر زمینی
امیر ابراهیمی مقدم
amir_ebrahimi_051@yahoo.com
1
محمود فرزانه گرد
imchm@yahoo.co.uk
2
مهدی دیمی دشت بیاض
meh_deimi@yahoo.com
3
کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران
در این تحقیق با استفاده از روش عددی به محاسبه میزان نشتی گاز طبیعی از یک سوراخ کوچک واقع بر سطح جانبی لولهای در خطوط توزیع گاز طبیعی روزمینی و مدفون در خاک پرداخته شده است. هندسه مورد بررسی توسط نرمافزار Gambit طراحی و شبکهبندی شده و سپس حل عددی توسط نرمافزار Fluent انجام شده است. سیال مورد نظر، تراکمپذیر با رفتار گاز ایدهآل و جریان بهصورت آشفته میباشد و خاک، بهصورت یک ناحیه متخلخل در نظر گرفته شده است. نتایج بهدست آمده نشان میدهد که در سوراخهای با قطر کوچک، سرعت تخلیه به سرعت صوت رسیده و بهاصطلاح خفگی در جریان رخ میدهد. همچنین نتایج حاصل از برازش دادهها نشان دهنده این است که دبی حجمی گاز نشتیافته، یک رابطه خطی با فشار و رابطه درجه دو با قطر سوراخ دارد. برای لولههای زیر زمینی، در سوراخهای با قطر کوچک نسبت به سوراخهای بزرگ، عمق نفوذ گاز در داخل خاک بیشتر اما دبی حجمی گاز نشت یافته کمتر میباشد. در انتها به منظور کاربرد نتایج برای صنایع گاز طبیعی، روابط همبستهای برای محاسبه نشت گاز در حالتهای لوله رو زمینی و زیر زمینی ارائه شده است.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6770_fd0f168dae6676a7909784d1973aa05d.pdf
گاز طبیعی
میزان نشتی
لوله مدفون
شبیهسازی عددی
فلوئنت
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
11
20
6768
Original Article
پیشبینی عملکرد پمپ گریز از مرکز بهعنوان توربین و تأثیر پرههای جداکننده
میر بیوک احقاقی
ehghaghi@tabrizu.ac.ir
1
محمد وجدی
vajdi@uma.ac.ir
2
محمد نمازی زاده
m_namazizadeh@sbu.ac.ir
3
دانشیار، دانشگاه تبریز، دانشکده فنی مهندسی مکانیک، تبریز، ایران
استادیار، دانشگاه محقق اردبیلی، دانشکده فنی و مهندسی، اردبیل، ایران
دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه تبریز، دانشکده فنی مهندسی مکانیک، تبریز، ایران
پمپهای گریز از مرکز با توجه به سادگی طراحی و ساخت نسبت به توربینهای هیدرولیکی، بهصورت معکوس بهعنوان توربین نیز مورد استفاده قرار میگیرند. کاربرد پمپهای شعاعی بهعنوان توربین باعث تغییراتی در مشخصههای عملکردی آن میگردد. در این بررسی، یافتن نقطه بهینه کارکرد پمپ در حالت توربین به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته و منحنیهای عملکردی با روش شبیهسازی عددی استخراج شده است. با توجه به اینکه پرههای جداکننده بهعنوان روشی برای بهبود عملکرد توربوماشینها مورد استفاده قرار گرفتهاند، در این بررسی نیز علاوه بر شبیهسازی کارکرد پمپ اصلی بهعنوان توربین، به تأثیر پرههای جداکننده بر عملکرد پمپ بهعنوان توربین پرداخته خواهد شد. شبیهسازی با روش حجم محدود برای حل معادلات اساسی جریان انجام گرفته است. معادلات مومنتم و پیوستگی به صورت متوسط زمانی استفاده شده و از جملهی چشمه برای اثرات شتاب کریولیس و جانب مرکز استفاده میگردد. با توجه به ماهیت آشفته جریان در داخل توربین، مدل آشفتگی k-ω SST با تابع دیواره استاندارد مورد استفاده قرارگرفته است. تحلیل شبه پایا توسط روش چند دستگاه مختصاتی انجام پذیرفته و نتایج توسط رابط روتور ایستا استخراج میگردد. نتایج حاکی از افزایش دبی مربوط به نقطهی بهترین راندمان به هنگام کارکرد توربینی بوده و از طرف دیگر توان پمپ بهعنوان توربین با پرههای جداکننده افزایش یافته است. در برابر این افزایش توان، احتمال وقوع پدیده کاویتاسیون در حضور پرههای جداکننده کاهش مییابد.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6768_f0ff51363fdf4896a2c2e40e15a0d7ae.pdf
پمپ شعاعی
پمپ بهعنوان توربین
پرهی جداکننده
حل عددی
پدیده کاویتاسیون
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
21
29
6780
Original Article
حل تحلیلی جریان سیال ماکسولی بر روی صفحه تخت با حضور میدان مغناطیسی در محیط متخلخل به روش هموتوپی اغتشاشی
رضا احمدی کتمجانی
ahmadi@payaclutch.ir
1
مهران خاکی جامعی
khaki@iausari.ac.ir
2
مرتضی عباسی
mmortezaabbasi@gmail.com
3
دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد ساری، ساری، ایران
استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد ساری، ساری، ایران
استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد ساری، ساری، ایران
در بسیاری از کاربردهای متداول صنعتی، رفتارسیالات، غیرنیوتنی است و دسترسی به مدلهای تحلیلی مناسب برای مطالعه آنها ضروری میباشد. یکی از مدلهای مختلفی که برای تقریب رفتار سیالات غیرنیوتونی ارائه شده است، مدل سیال ماکسولی میباشد که از آن برای بررسی برخی از کاربردهای صنعتی استفاده میشود. در این پژوهش، بررسی تحلیلی جریان سیال ماکسولی بر روی صفحه تخت با حضور میدان مغناطیسی در محیطی متخلخل مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور معادلات حاکم بر مساله از نوع مشتقات جزئی غیرخطی، توسط متغیر تشابهی به معادلات غیرخطی از نوع معمولی تبدیل شده و سپس با روش هموتوپی اغتشاشی به حل تحلیلی آن پرداخته شده است. نتایج حاصل از روش پیشنهاد شده با نتایج حاصل از حل عددی مقایسه شده و اعتبارسنجی شدند، که تطابق بسیار خوبی را نشان می دهد. مطابق نتایج بدست آمده، افزایش پارامتر مغناطیس موجب کاهش توزیع سرعت و افزایش ضخامت لایه مرزی میشود. بیشترین تاثیر پارامتر مغناطیس، در تنش بر روی صفحه مشاهده میشود. با افزایش پارامتر مغناطیس، توزیع تنش بر روی صفحه به مقدار قابل توجهی افزایش مییابد. همچنین افزایش پارامتر مغناطیس، باعث افزایش ضریب اصطکاک پوستهای بر روی سطح میشود.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6780_058f05c3071d36f1000a44e185ba0f8a.pdf
مدل سیال ماکسولی
محیط متخلخل
لایهمرزی
هموتوپی اغتشاشی
جریان سیال مغناطیسی
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
31
40
6758
Original Article
تخمین شار گرمایی سطحی ناپایا در انتقال گرمای زیستی غیر خطی معکوس
مجتبی باغبان
baghban.mo@stu.um.ac.ir
1
محمد باقر آیانی
mbayani@um.ac.ir
2
دانشجوی دکترا، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
در این مطالعه با حل مساله انتقال گرمای معکوس، شار گرمایی سطحی گذرا در یک بافت زنده تعیین میشود. خواص حرارتی بافت از قبیل رسانایی گرمایی، پرفیوژن خون و آهنگ متابولیسم به صورت تابعی از دما فرض شدهاند. در نتیجه مساله یک مساله انتقال گرمای معکوس غیر خطی محسوب میشود. از مدل انتقال گرمای زیستی پنس به منظور مدلسازی رفتار حرارتی درون بافت استفاده شده است. از دو روش مجزای تخمین متوالی تابع و گرادیان مزدوج به همراه مساله الحاقی در تعیین شار گرمایی سطحی مجهول کمک گرفته شده است. با دو مثال دقت حل معکوس ارزیابی شده و مقایسهای بین جوابهای بهدست آمده از دو روش انجام پذیرفته است. نتایج بیانگر دقت هر دو روش در تخمین شار گرمایی مجهول برای دادههای دقیق میباشد. اثر خطای اندازهگیری، حدس اولیه و مکان اندازهگیری بر دقت حل معکوس مطالعه شده است. نتایج نشان میدهد که حل معکوس از روش گرادیان مزدوج نسبت به روش ترتیبی قابل اعتمادتر است. در عین حال دقت هر دو روش با افزایش خطای اندازهگیری کاهش مییابد. مشاهده میشود که شار گرمایی مجهول را میتوان با حدس اولیهی دلخواه تخمین زد. همچنین نتایج نشان دهنده حساسیت بیشتر روش گرادیان مزدوج به مکان اندازهگیری دما است.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6758_0d37333f785dce8799746dbe679e1686.pdf
انتقال گرمای زیستی معکوس
روش تخمین متوالی تابع
روش گرادیان مزدوج
خواص متغیر
شار گرمایی سطحی گذرا
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
41
50
6761
Original Article
بررسی مولفههای نوسانی و نسبت منظری بال صلب در حرکت فراز و فرود در محدوده رینولدز ریزپرندهها
امیر باقری
ba.amir456@gmail.com
1
محمد حسن جوارشکیان
javareshkian@um.ac.ir
2
کارشناسی ارشد، گروه مهندسی هوافضا ، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
در این تحقیق با استفاده از روش حجم محدود و کاربرد شبکههای دینامیکی به شبیهسازی عددی سه بعدی جریان سیال ناپایای تراکم ناپذیر و لایهای در اطراف بال نوسانی با حرکت فراز و فرود، در محدوده اعداد رینولدز ریز پرندهها و ماهیها پرداخته شده است. در این شبیهسازی، از تکنیک شبکههای دینامیکی با استفاده از روش حرکت جسم صلب ، بهره گرفته شده است. نتایج این شبیهسازی با نتایج تجربی و عددی منتشر شده مقایسه، که صحت نتایج شبیهسازی حاضر را تائید مینماید. در این پژوهش، به بررسی اثر فرکانس کاهیده و دامنه نوسان و نیز مقایسه اثر همزمان این دو، همچنین به بررسی اثر طول بال بر نیروی رانش پرداخته شده است. این شبیهسازیها در عدد رینولدز 3000 و در چند نسبت منظری، فرکانس کاهیده و دامنه نوسان انجام شده است. نتایج این تحقیق نشان میدهد که با افزایش فرکانس کاهیده و دامنه نوسان، زاویه حمله نسبی افزایش یافته که خود منجر به افزایش اختلاف فشار در اطراف جسم میشود و در بین فرکانس کاهیده و دامنه نوسان، افزایش فرکانس کاهیده به علت شتاب بالاتر، اثر بیشتری در تولید نیروی رانش دارد. همچنین با افزایش نسبت منظری درصد کمتری از بال تحت تأثیر جریانهای برگشتی از نوک بال قرار میگیرند که این امر در افزایش نیروی رانش مؤثر است.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6761_2a7b52be3aa0e07daaa8e4dffb652fbe.pdf
حرکت فرازوفرود
شبکههای دینامیکی
فرکانس کاهیده
دامنه نوسان
نسبت منظری
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
51
60
6755
Original Article
بررسی عددی تأثیر نسبت فشاری بر پدیده تداخل موج ضربهای و لایهمرزی در یک مجرا با سطح مقطع ثابت
مهرداد بزاززاده
bazazzadeh@mut-es.ac.ir
1
مجتبی دهقان منشادی
mdmanshadi@mut-es.ac.ir
2
محمد کرباسی زاده
m.karbasizadeh@gmail.com
3
دانشیار، مجتمع دانشگاهی مکانیک و هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، ایران
دانشیار، مجتمع دانشگاهی مکانیک و هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، ایران
دانشجوی دکتری، مجتمع دانشگاهی مکانیک و هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، ایران
هدف بررسی تأثیر نسبت فشار بر ساختار موج ضربهای و فیزک جریان تحت تأثیر پدیده تداخل موج ضربهای و لایهمرزی در امتداد سطح دیوار در جریانهای تراکمپذیر داخلی میباشد. از روش عددی جهت بررسی تأثیر نسبت فشاری بر ساختار، قدرت و طول سیستم امواج ضربهای و مشخصههای لایهمرزی استفاده شد. معادلات میانگینگیری شده ناویراستوکس و مدل آشفتگی دو معادلهای k-ω استفاده شد. نتایج نشاندهنده انطباق قابلقبول نتایج با اطلاعات تجربی است. با افزایش نسبت فشاری سیستم امواج ضربهای به سمت بالادست جریان حرکت میکند و ساختار موج ضربهای نیز از حالت Xشکل به λ شکل تغییر میکند که با افزایش قدرت موج ضربهای همراه است. با افزایش نسبت فشاری، میزان جابجایی سیستم امواج ضربهای در طول مجرا بیشتر میشود. با کاهش نسبت فشاری، موج ضربهای به سمت پاییندست جریان جابجا میشود و در این حالت طول موردنیاز برای بازیابی کامل فشار در دسترس نخواهد بود. اگر موج ضربهای قوی باشد جدایش جریان بر روی دیواره اتفاق خواهد افتاد. جهت اعتبارسنجی از نتایج تجربی تونل باد فراصوت دمشی در دانشگاه کمبریج استفاده شد.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6755_98bbe43a961c2882a5c191d1f84f5345.pdf
جریان فراصوت
ضریب جریان
تداخل موج ضربهای و لایهمرزی
نسبت فشار
دینامیک سیالات محاسباتی
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
61
67
6786
Original Article
مطالعه آزمایشگاهی اثر نسبت های مختلف احتراق همزمان گازوئیل-گاز طبیعی بر ویژگی های ظاهری و انتقال حرارتی شعله
سید هادی پورحسینی
hadipoorhoseini@gmail.com
1
استادیار، مهندسی مکانیک، مجتمع آموزش عالی گناباد، گناباد، ایران
در مشعلهای گازسوز صنعتی به دلیل وجود دماهای بالا انتقال گرمای تابشی مهمترین مکانیزم انتقال گرما از شعله بوده و سهم قابل توجهی از صدور حرارت باید توسط این روش صورت گیرد. این در حالی است که مشعلهای گازسوز به رغم استفاده فراوان در صنعت راندمان حرارتی مناسبی نداشته و این امر مشکلات اقتصادی و کیفی متعددی را ایجاد نموده است. در تحقیق حاضر تاثیر احتراق همزمان (هم سوزی) نسبتهای مختلف گازوئیل-گاز بر خصوصیات ظاهری و انتقال حرارتی شعله گاز طبیعی بررسی شده است. برای تعیین خصوصیات ظاهری شعله از روش تصویربرداری و پردازش تصویر بهرهگیری شده است. همچنین تابش درخشانی شعله توسط نورسنج خورشیدی و تابش کلی آن توسط یک ترموپیل اندازهگیری شده است. با توجه به نقش مهم ذرات دوده در انتقال گرمای تابشی، از تلفیق خاصیت نورتابی شیمیایی زرد و قرمز ذرات دوده با روش تصویربرداری مادون قرمز، امکان تعیین توزیع کیفی ذرات دوده در درون شعله فراهم شده است. همچنین خصوصیات تابش طیفی ذرات دوده توسط دستگاه اسپکتروفوتومتر BOMEM FTIR تعیین شده است. نتایج به دست آمده نشان میدهد که هم سوزی قطرات گازوئیل در شعله گاز طبیعی، ضمن حذف ناحیه تمرکز دما بالای شعله از ابتدای مشعل، باعث ایجاد شعلهای حجیم و با توزیع دمای یکنواخت و نیز بهبود انتقال گرمای تابشی شعله و راندمان حرارتی آن خواهد گردید؛ بهطوری که با افزایش نسبت هم سوزی از 0 تا 35%، دمای متوسط شعله از735 K به 1088 K افزایش یافته و انتقال گرمای تابشی و راندمان حرارتی شعله نسبت به حالت بدون تزریق با ضرایب به ترتیب 2.35 و 1.55 افزایش خواهد یافت. این در حالی است که غلظت آلاینده های منوکسید کربن و ناکس نیز از حد استاندارد تجاوز نخواهد کرد.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6786_d757da809ffc7de7fe38335b1402dae7.pdf
احتراق همزمان گازوئیل-گاز طبیعی
راندمان حرارتی
دوده
تابش
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
69
75
6760
Original Article
یک گریپر قابل برنامه ریزی حساس به سفتی برای جابجایی اشیاء در سیستم های هپتیکی و رباتیک
ساناز جباری
sanazjabbari.s@gmail.com
1
مهدی مدبری فر
m-modabberifar@araku.ac.ir
2
مجتبی قدسی
ghodsi@squ.edu.om
3
دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه اراک، اراک، ایران
دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه اراک، اراک، ایران
استادیار، گروه مهندسی مکانیک و صنایع، دانشگاه سلطان قابوس، مسقط، عمان
در این مقاله روشی جدید برای جابجایی یک شیء ارائه میشود. این روش مبتنی بر استفاده از گریپری هوشمند جهت تشخیص سفتی جسم و سپس تنظیم قابل برنامهریزی میزان نیروی اعمالی به جسم برای جابجایی آن است. اجزای اصلی این سیستم شامل چهار بخش سنسوری (سنسورهای اندازهگیری نیرو و جابجایی)، الکتریکی (مدارات الکتریکی، سیستم پردازش اطلاعات لمسی و کنترل نیروی گیرهبندی)، مکانیکی (مکانیزم گریپر و سیستم محرکه) و نمایشگر خروجی است. در این سیستم با یک پتانسیومتر مقدار جابجایی گیره گریپر به دست آمده و برنامه ریزکنترلگر با لاپس خورد نیروی دریافتشده توسط لودسل نصب شده در محل گریپر مقدار سفتی را محاسبه می کند و سپس به موتور گریپر فرمان می دهد دو انگشت گریپر به چه میزان به یکدیگر نزدیک شوند تا بتوانند جسم را با نیروی مشخصی گرفته و جابجا کنند. نتایج آزمایش ها بر روی انواع جسم ها با سفتی های مختلف نشاندهندهی موفقیت سیستم در بدستآوردن سفتی جسم و اعمال نیروی گیره بندی برنامه ریزی شده بر آن میباشد. این گریپر می تواند در انواع واسطه های هپتیکی یا سیستم های رباتیک برای جابجایی اشیا به کار میرود.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6760_11403ac43c0e4370577c87935e9c96b9.pdf
گریپر
هپتیک
سفتی
رباتیک
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
77
85
6789
Original Article
مطالعه تأثیر فشار ورودی بر عملکرد دستگاه ورتکس تیوب توسط تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی
امید موتابی
amir.info@gmail.com
1
صمد جعفرمدار
s.jafarmadar@urmia.ac.ir
2
پردیس دانشگاهی/دانشگاه ارومیه
معاونت پژوهشی دانشکده فنی مهندسی دانشگاه ارومیه
در مقاله حاضر با استفاده از شبیه سازی سه بعدی و تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی توسط نرم افزار فلوئنت، به بررسی تاثیر فشار ورودی بر روی عملکرد دستگاه ورتکس تیوب پرداخته شده است. نوآوری کار حاضر توجه ویژه به بحث عدد ماخ درون محفظه چرخش و نحوه تغییرات آن بر اثر تغییر فشار ورودی می باشد که تا کنون در مقالات و پژوهش های دیگر بررسی نشده است. جریان داخل دستگاه به صورت تراکم پذیر و توربولانس در نظر گرفته میشود. به منظور درک و بررسی تأثیر فشار ورودی، فشارهای ورودی مختلف به دستگاه وارد شده و نتایج استخراج و تحلیل میشوند. جهت حل میدان جریان از مدل توربولانس k-ε استفاده شده است. هندسه مدل ثابت در نظر گرفته شده است. هدف اصلی دستیابی به مینیمم دمای خروجی سرد و ماکزیمم سرعت چرخشی در ورتکس تیوب می باشد. مقاله حاضر بر این باور است که هر ورتکس تیوبی، یک فشار کاری بهینه دارد که هم از لحاظ میزان سرمایش تولیدی و هم از لحاظ اقتصادی توجیه پذیر می باشد این فشار کار در مقاله حاضر برابر 4.8 بار بدست آمد. نتایج نرم افزاری حاضر نشان می دهد که برای مقاصد سرمایشی استفاده از نسبتهای جرمی سرد حدود 0.3 باعث جدایش بالاتری در خروجی سرد خواهد شد و برای مقاصد گرمایشی توصیه میگردد از نسبت جرمی سرد حدود 0.8 استفاده گردد.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6789_3a41dff76d7971d1f575d47465d42c58.pdf
ورتکس تیوب
فشار ورودی
جدایش انرژی
عدد ماخ
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
87
94
6776
Original Article
مدل سازی، آنالیز حساسیت و بهینه سازی جمعکننده خورشیدی صفحه تخت با استفاده از الگوریتم ژنتیک با پارامترهای حقیقی
حسن حاج عبداللهی
hajabdollahi@iust.ac.ir
1
مریم حسن پور ناصریه
m.hasanpour@eng.uk.ac.ir
2
استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ولی عصر رفسنجان، رفسنجان، ایران
دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران
در این مقاله جمعکننده خورشیدی صفحه تخت مدلسازی و مدل به دست آمده اعتبارسنجی شدهاست. سپس به آنالیز حساسیت برای سه دبی جرمی مختلف آب 1/0، 2/0 و 3/0 پرداختهشده و تأثیر تغییر ساختار لولهها، مشخصات هندسی جمعکننده، ساختار جمعکننده و ضریب گسیل صفحه جاذب و ضریب گسیل پوشش شیشهای بر روی بازده ترمودینامیکی بررسی شدهاست. نتایج آنالیز حساسیت نشان دادند که مقدار بهینهای برای برخی از پارامترهای جمعکننده از جمله طول و عرض جمعکننده وجود دارد. به منظور بیشینهسازی بازده جمعکننده، شش پارامتر طراحی شامل تعداد لولهها، قطر لولهها، طول جمعکننده، عرض جمعکننده، ضخامت عایق جانبی و ضخامت عایق تحتانی و همچنین سه قید برای آهنگ انتقال گرمای منتقل شده به سیال به وسیله جمعکننده، نسبت ابعادی و اختلاف دمای سیال ورودی و خروجی جمعکننده به کار گرفته شدهاست. همچنین از الگوریتم ژنتیک با پارامترهای حقیقی به منظور به دست آوردن بازده بهینه جمعکننده استفاده شدهاست و نتایج طراحی بهینه به همراه پارامترهای متناظر با آن ارائه شدهاست. نتایج بهینهسازی نشان میدهند که بهترین بازده ممکن در این مورد 7362/0 میباشد. سپس فرآیند بهینهسازی برای چهار دبی جرمی مختلف 1/0، 075/0، 050/0 و 025/0 صورت گرفتهاست.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6776_020ebb739903916901b48cb07c8ddcf6.pdf
جمعکننده خورشیدی صفحه تخت
بازده گرمایی
آنالیز حساسیت
الگوریتم ژنتیک با پارامترهای حقیقی
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
95
104
6773
Original Article
ارتعاشات اجباری میکرولوله حامل جریان سیال واقع بر بستر پسترناک تحت نیروی متحرک و با درنظر گرفتن تئوری گرادیان کرنش
محمد حسینی
hosseini@sirjantech.ac.ir
1
عباس زندی باغچه مریم
abas.zandi@yahoo.com
2
دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی سیرجان، سیرجان، ایران
کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی سیرجان، سیرجان، ایران
در این مقاله ارتعاشات اجباری یک میکرولوله ویسکوالاستیک حامل سیال، واقع بر بستر پسترناک تحت تاثیر نیروی متحرک هارمونیک بررسی شده است. معادله حرکت میکرولوله حامل سیال به همراه شرایط مرزی، براساس تئوری گرادیان کرنش مرتبه اول و فرضیات تیر اویلر-برنولی با استفاده از اصل توسعه یافته همیلتون استخراج میشود. رفتار ویسکوالاستیک میکرولوله با استفاده از تئوری ویسکوالاستیک خطی کلوین-ویت مدلسازی شده است. معادله دیفرانسیل حاکم با بکارگیری روش گالرکین به یک سیستم از معادله دیفرانسیل معمولی در حوزه زمان تبدیل میشود و نتایج عددی با استفاده از روش مربعات دیفرانسیلی برای یک میکرولوله با شرایط مرزی دوسرمفصل و دوسرگیردار بدست آمده است. در این مطالعه تاثیر تغییرات پارامترهای مختلف مانند نسبت جرمی، قطر میکرولوله، مدول بستر پسترناک و وینکلر و تاثیر شرایط مرزی مختلف بر تغییر مکان بیبعد شده میکرولوله ویسکوالاستیک، بررسی شده است. مقایسه نتایج بدست آمده از روش مربعات دیفرانسیلی با روش رانگ کوتا مرتبه چهار، بیانگر دقت خوب روش عددی مربعات دیفرانسیلی در حل اینگونه مسائل میباشد. همچنین نتایج با آنچه قبلا در مطالعات پیشین گزارش شده است در تطابق خوبی میباشد.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6773_920fc7dd4ebcccf045ba41e3451a573d.pdf
ارتعاشات اجباری
میکرولوله حامل سیال
تئوری الاستیسیته گرادیان کرنش
نیروی متحرک
روش مربعات دیفرانسیلی
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
105
111
6772
Original Article
حل زمانی تغییرات ضریب برآ و نقطه جدایش روی ایرفویل 0015 NACA با محرک های پلاسمایی در ولتاژهای سینوسی، مربعی و دندانه مثلثی
سهراب خانیان
sohrab.khanian@yahoo.com
1
نیکی رضازاده
n.rezazadeh@hsu.ac.ir
2
امیر بک خوشنویس
khosh1966@yahoo.com
3
دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران
استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران
دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران
در ﺗﺤﻘﻴﻖ ﺣﺎﺿﺮ اﺛﺮات محرک پلاسمایی با تابع ولتاژهای سینوسی، مربعی و دندانه مثلثی مثبت روی تغییر موقعیت نقطهی جدایش ﺟﺮﻳﺎن بررسی شده است. همچنین میزان توانایی این محرک پلاسمایی را در افزایش مقدار ضریب برآ در سه نوع مدل ولتاژ ذکر شده در اﻃﺮاف اﻳﺮﻓﻮﻳﻞ ﻣﺪلNACA0015 در زاویههای حملهی 0 ،3/5 ، 5/11 و 5/17بررسی شده است و بهترین نوع مدل ولتاژ برای افزایش ضریب برآ و برطرف کردن نقطه جدایش جریان و یا تضعیف آن بهدست آمده است. در ابتدا ضریب فشار روی ایرفویل NACA0015 در حالتی که محرک پلاسمایی روشن میباشد محاسبه و با مقایسه با کار تجربی سوسا مورد اعتبارسنجی قرار گرفته است سپس تغییرات پروفیل سرعت و تغییرات موقعیت نقطه جدایش جریان در سه ناحیه روی ایرفویل و یک ناحیه پشت ایرفویل براساس مدلهای متفاوت ولتاژ مربعی، سینوسی و دندانه مثلثی مثبت در چهار زاویهی حمله، به صورت عددی و وابسته به زمان با استفاده از نرم افزار COMSOL ارایه شده است.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6772_324183cb991d810ae2bc0a3c2db14e7d.pdf
جریان الکتریکی کرونا
حل وابسته به زمان
ضریب برآ
نقطه جدایش
ایرفویل NACA0015
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
113
118
6793
Original Article
بررسی تاثیر صفحه جداگر در رفتار جریان گرما-سیال حول استوانه دایروی محصور در کانال
سیداسماعیل رضوی
razavi@tabrizu.ac.ir
1
بابک عباپور
2
استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
در پژوهش حاضر تاثیر طول و زاویه قرارگیری صفحه جداگر متصل به پشت استوانه ی در معرض جریان صلیبی محصور در کانال برای اعداد رینولدز مختلف مورد تحلیل قرار می گیرد. در ابتدا تاثیر وجود صفحه جداگر روی پارامترهای ضریب پسا، افت فشار و انتقال گرما برآورد شده و در ادامه تاثیر طول و زاویه قرارگیری آن نیز بر روی پارامتر های فوق بررسی می گردد. تولید شبکه با نرم افزار GAMBIT انجام شده و معادلات پیوستگی، مومنتوم و انرژی همراه شرایط مرزی مسأله با روش حجم محدود با نرم افزار FLUENT حل شده است. برای گسسته سازی عبارتهای جابجایی و پخش از طرح بالا دست مرتبه دوم و برای پیوند میان سرعت و فشار از الگوریتم PISO استفاده شده است. تغییرات طول صفحه جداگر از 25/0 تا 3 برابر قطر استوانه و زاویه قرارگیری آن از صفر تا 45 درجه مورد بررسی قرار گرفته است. ضریب پسا با افزایش طول صفحه جداگر به طور پیوسته کاهش می یابد و نیز با افزایش طول صفحه جداگر تقریبا از 5/1 برابر قطر استوانه انتقال گرما کاهش می یابد. همچنین با افزایش عدد رینولدز تاثیر افزودن صفحه جداگر کمتر می شود.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6793_612117bc4375d0ba5b9cf46e7f5f12b9.pdf
استوانه دایروی
صفحه جداگر
جریان لایهای
معادلات ناویر- استوکس
انتقال گرما
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
119
127
6756
Original Article
بررسی تجربی معیارهای مختلف قضاوت گرمایی نانوسیالات در رژیم جریان لایه ای در مبادله کن گرمایی پرهدار
رامین ساجدی
ramin_sajedi@yahoo.com
1
محرم جعفری
mjafari@tabrizu.ac.ir
2
فارغ التحصیل کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
این تحقیق به پیدا کردن یک معیار مناسب برای قضاوت گرمایی در مورد نانوسیالات اختصاص داده شده است. اهمیت این مسئله از گمراه کننده بودن، ادعای وجود انتقال گرمای بیشتر برای نانو سیال در مقایسه با سیال پایه، در صورت غفلت از اثرات هیدرولیک مانند افزایش افت فشار، ناشی میشود. برای روشن شدن موضوع، دستگاه تجربی با توانایی ایجاد معیارهای عدد رینولدز ثابت و توان پمپاژ ثابت ساخته شده و رفتار گرمایی نانوسیال اکسید سیلیسیم / آب و آب مقطر در رژیم جریان لایهای و در ناحیهی در حال توسعه هیدرولیکی و گرمایی بررسی شده است. در این راستا، ضریب انتقال گرما در داخل مبادلهکن گرمایی لوله پره دار ارزیابی شده است، نتایج برای دماهای مختلف ورودی و غلظت های مختلف نانو سیال برای هر دو معیار عدد رینولدز ثابت و توان پمپاژ ثابت ارائه گردیده است. مطابق نتایج ارائه شده، میزان غلظت نانوذرات در سیال پایه تاثیر بسیار زیادی بر مقدار انحراف این دو معیار خواهد داشت به نحوی که هر قدر غلظت نانوسیال مورد استفاده بیشتر باشد، میزان اختلاف بین این دو معیار نیز بیشتر خواهد شد و لذا در این کار به دلیل غلظت پائین نانوسیال، استفاده از هریک از معیار ها تفاوت قابل توجهی در نتایج بدست آمده ایجاد نکرده است.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6756_cee0f78e89a2de074d893a1e24535908.pdf
مطالعه تجربی
نانوسیال
عدد رینولدز
توان پمپاژ ثابت
مبادله کن گرما
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
129
138
6762
Original Article
مدلسازی دوفازی نفوذ و پیمایش سیال در مسیرهای مشخص داخل محیط متخلخل لایهای به کمک روش شبکه بولتزمن
حانیه صالح آبادی
salehabadi.hmech@yahoo.com
1
محسن نظری
nazari_me@yahoo.com
2
محمد حسن کیهانی
m_kayhani@yahoo.com
3
دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
در این مقاله، پدیده نفوذ فیلم مایع و همچنین قطره داخل محیط متخلخل لایهای به کمک مدل شان و چن دو فازی و روش شبکه بولتزمن مطالعه شدهاست. محیط متخلخل لایهای از توزیع تصادفی موانع جامد ایجاد شده است بهطوریکه نسبت تخلخل در هر لایه و در کل ناحیه متخلخل، دارای مقدار ثابتی میباشد و به یکنواختتر شدن توزیع موانع کمک میکند. در این مطالعه، الگوی نفوذ سیال داخل محیط متخلخل، هم بصورت فیلم مایع و هم به شکل قطره مورد بررسی قرار گرفته و دو رژیم نفوذ ویسکوز فینگرینگ و کاپیلاری فینگرینگ مشاهده و بررسی شدهاست. تاثیر نسبت تخلخل و ویژگی آبدوست یا آبگریز بودن سطح بر روی آهنگ نفوذ نیز بررسی گردیده است؛ درکل افزایش میزان تخلخل و آبگریز نمودن سطوح موجب افزایش آهنگ پخش میگردد. با توجه به لایهای بودن محیط متخلخل، اثر استفاده از لایهها با نسبت تخلخلهای مختلف و دارای یک نسبت تخلخل معین در مجموع لایهها، بر روی بهبود آهنگ نفوذ سیال در محیط متخلخل مورد بحث قرار گرفتهاست. همچنین به چگونگی تغییر الگوی نفوذ از رژیم ویسکوز فینگرینگ و نزدیک شدن به رژیم کاپیلاری فینگرینگ به کمک آبدوست نمودن سطوح پرداخته شدهاست. از ویژگیهای منحصربفرد تحقیق حاضر، ارائه راهکاری برای تغییر مسیر نفوذ فیلم مایع و عبور آن از مسیر مشخص، داخل محیط متخلخل لایهای میباشد.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6762_f43cc99e5355c71c1f06bf2516b88679.pdf
محیط متخلخل لایه ای
سطوح آبدوست و آبگریز
نفوذ فیلم مایع
روش شبکه بولتزمن
رژیم ویسکوز فینگرینگ
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
139
147
6839
Original Article
پیشنهاد و تحلیل ترمودینامیکی چرخهی جدید برای تولید توان از چاههای زمینگرمایی سبلان
امین عالی
amin_x61@yahoo.com
1
نادر پور محمود
2
وحید زارع
v_zare@tabrizu.ac.ir
3
دانشجوی دکترا، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی ارومیه، ایران
استاد، دانشکده فنی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران
استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه، ایران
سیال خروجی از چاههای زمینگرمایی در یک منطقه دارای اختلاف دما و فشار میباشند. در این مقالهیک چرخه جدید ترکیبی تبخیر آنی-باینری با در نظر گرفتن اختلاف فشار و دمای چاههای زمینگرمایی برای تولید توان از منابع انرژی زمینگرمایی منطقه سبلان در ایران پیشنهادشده است. برای چرخه باینری چهار سیال عامل مناسب در نظر گرفتهشده، چرخه پیشنهادی با نرمافزار EES با استفاده از دادههای واقعی چاههای زمینگرمایی سبلان مورد تحلیل قرارگرفته و مقادیر فشار بهینه برای دو مخزن تبخیر آنی محاسبهشده است. نتایج نشان میدهد برای دستیابی به حداکثر بازده حرارتی و توان خروجی، فشار بهینه برای مخزن انبساط اول 800- kPa و برای مخزن انبساط دوم 92- kPaمیباشند. همچنین نتایج نشان میدهد که سیال R141b بهعنوان مناسبترین سیال برای چرخه باینری انتخابشده و برای این سیال عامل، توان خالص تولیدی چرخه پیشنهادی 11/17 مگاوات محاسبهشده است. برای مقایسه عملکرد چرخه پیشنهادی با چرخه پیشنهادی در پژوهش قبلی برای منابع زمینگرمایی سبلان، با در نظر گرفتن شرایط چاه فرض شده در آن پژوهش، نتایج نشان میدهد که توان خالص تولیدی چرخه پیشنهادی در این مقاله 3/26 درصد بیشتر هست.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6839_3361975f577cdea7960c2bfabb1550d0.pdf
انرژی زمینگرمایی
منابع زمینگرمایی سبلان
نیروگاه زمینگرمایی
چرخه تولید توان
تحلیل ترمودینامیکی
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
149
158
6767
Original Article
تحلیل تجربی رفتار مکانیکی صفحات دوقطبی کامپوزیتی در پیل های سوختی پلیمری
القار عبدالهی
elgharabdoullahi1391@srttu.edu
1
فرامرز آشنای قاسمی
f.a.ghasemi@sru.ac.ir
2
رسول عبداله میرزایی
rasoulmirzaee@srttu.eu
3
دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجائی، تهران، ایران
دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجائی، تهران، ایران
دانشیار، گروه شیمی، علوم پایه، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجائی، تهران، ایران
صفحات دوقطبی یکی از اجزای اصلی پیل سوختی پلیمری است. در این مقاله رفتار مکانیکی صفحات دوقطبی کامپوزیتی بررسی و با معیار دپارتمان انرژی مقایسه شده است. تمام نمونهها با روش ریختهگری تحت فشار و تحت پرس گرم تهیه شدند. برای ساخت صفحات دوقطبی کامپوزیتی از پودر رزین فنولیک بهعنوان زمینه کامپوزیت استفاده شد. به منظور افزایش استحکام خمشی و استحکام ضربه، از الیاف کربن و پارچه کربنی بهعنوان تقویتکننده استفاده شد. با بکارگیری پودر گرافیت در ساختار کامپوزیت میزان رسانایی الکتریکی نمونهها نیز بررسی شد. به منظور بررسی رفتار مکانیکی صفحات دوقطبی، نمونهها با درصدهای وزنی مختلف رزین فنولیک تولید و مورد آزمایش قرار گرفت. استحکام خمشی نمونه با 20% وزنی رزین، برابر MPa05/23 اندازهگیری شد که 7% از معیار Department of Energy (دپارتمان انرژی) کمتر است. با افزودن 2% وزنی رزین، استحکام خمشی 11% از معیار DOE بیشتر شد. در کامپوزیت با 20% وزنی رزین استحکام ضربهی نمونهها به طور چشمگیری نسبت به معیار DOE افزایش یافت. برای افزایش رسانایی الکتریکی نمونهها، پودر گرافیت فرآوری شد. ریختشناسی نمونهها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) انجام شد. تصاویر SEM نشان میدهند که فرآوری پودر گرافیت باعث بزرگتر شدن صفحات مولکولی گرافیت شده و رسانایی الکتریکی سطحی نمونهها را افزایش میدهد. در نهایت، نتایج نشان داد که افزایش درصد وزنی رزین، باعث افزایش استحکام خمشی و استحکام ضربهی صفحات دوقطبی کامپوزیتی شده و میزان هدایت الکتریکی سطحی آنها را نسبت به معیار DOE کاهش میدهد.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6767_27f0efdcffa9ae0b1f17e837a0482406.pdf
پیل سوختی
صفحات دوقطبی
کامپوزیت
رفتار مکانیکی
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
159
167
6781
Original Article
شبیه سازی تغییر شکل سلول گلبول قرمز و دارورسانی با استفاده از روش شبکه بولتزمن
جواد علی نژاد
alinejad_javad@iausari.ac.ir
1
جواد ابوالفضلی
a.fathi2008@yahoo.com
2
استادیار ، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد ساری، ساری، ایران
استاد، دانشگاه فردوسی مشهد، دانشکده مهندسی مکانیک، مشهد، ایران
در این مقاله، از ترکیب روش شبکه بولتزمن و مرز غوطه ور برای شبیهسازی رفتار و تغییر شکل سلول گلبول قرمز با شکلهای اولیه متفاوت استفاده شده است. در ابتدا گلبول قرمز با هندسه بیضی در یک جریان برشی شبیهسازی شده و تغییر شکل بدست آمده با نتایج محققان دیگر مقایسه و تایید شده است. سپس هندسههای متفاوت گلبول قرمز در جریان برشی و همچنین طی حرکت و جابجایی شبیهسازی و تغییر شکل تدریجی آنها مشاهده و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. در ادامه جریان سیال داخل یک شریان خونی مدلسازی و به کمک آن پدیدههایی از قبیل انسداد شریان خون و دارورسانی مورد بررسی قرار گرفتهاند. تحلیل نتایج نشان میدهد که آسیب دیدن دیواره شریان و یا تهنشین شدن تودههای چربی باعث گردابی شدن جریان خون و تشکیل لخته خون خواهند شد. همچنین کیفیت تزریق دارو در این شریان دو شاخه در چگونگی دارورسانی آن بسیار تاثیر گذار میباشد. در نهایت مقایسه نتایج بدست آمده با نتایج سایرین نشان میدهد که این شبیهسازی از دقت قابل قبولی برخوردار میباشد.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6781_077603cf13059e0008663daefa56c14b.pdf
سلول گلبول قرمز
روش شبکه بولتزمن
مرز غوطه ور
انسداد شریان خون
دارورسانی
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
169
178
6788
Original Article
مدلسازی عددی ذخیرهسازی فصلی انرژی در اکیفر برای استفاده یک مجتمع مسکونی و بررسی اثرات اقتصادی و زیست محیطی
هادی غائبی
hghaebi@uma.ac.ir
1
مهدی بهادری نژاد
bahadori@sharif.edu
2
محمد حسن سعیدی
saman@sharif.edu
3
استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران
استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
اکیفرها (سفرههای آب زیرزمینی) ساختارهای متخلخلی هستند که محتوی و انتقالدهنده آب میباشند. فراوانی و پراکندگی این ساختارها آنها را برای ذخیرهسازی انرژی جالب توجه مینماید؛ بویژه سفرههای آب زیرزمینی محبوس که از بالا و پایین توسط لایههای نفوذناپذیر رسی محدود شده و از آب، اشباع میباشند. یک اکیفر محبوس با سرعت آب زیرزمینی بسیار پایین جهت تأمین نیازهای سرمایشی و گرمایشی یک مجتمع مسکونی در تهران در نظر گرفته شده است. سه نوع بهرهبرداری مختلف جهت استفاده از ذخیرهسازی فصلی انرژی حرارتی در اکیفر برای تامین نیاز گرمایشی و سرمایشی سالانه مجتمع بررسی شده است. این موارد شامل استفاده تنها از ذخیرهسازی انرژی در اکیفر برای سرمایش، تلفیق آن با کلکتورهای خورشیدی جهت گرمایش و تلفیق آن با پمپ حرارتی جهت سرمایش و گرمایش بوده است. برای ارزیابی اقتصادی از روش ارزیابی چرخه عمر استفاده شده است. نرم افزار Ret Screen برای ارزیابی زیستمحیطی بکار گرفته شده است. نتایج نشان دادند که از بین بهرهبرداریهای مختلف، استفاده تنها از ذخیرهسازی انرژی در اکیفر برای سرمایش دارای کمترین بازگشت سرمایه(41/2 سال) و کمترین میزان هزینه چرخه عمر(16000 دلار) بوده است. همچنین تلفیق ذخیرهسازی انرژی در اکیفر با پمپ حرارتی برای تأمین نیاز سرمایشی و گرمایشی کمترین میزان تولید گاز دیاکسید کربن(359 تن در سال) را داشته است.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6788_2f6be917c5e57bdc1236f3bc5b4bbeef.pdf
ذخیره سازی فصلی انرژی
ارزیابی اقتصادی
ارزیابی زیستمحیطی
کلکتور خورشیدی
پمپ حرارتی
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
179
186
6787
Original Article
مدلسازی و شبیه سازی حرکت نانو ذرات استوانهای با استفاده از شکلهای مختلف کانتیلور میکروسکوپ نیروی اتمی در محیط حقیقت مجازی
مائده غفزانی
maedeh.ghofrany@gmail.com
1
محرم حبیب نژاد کورایم
hkorayem@iust.ac.ir
2
علی کفاش هوشیار
ali_k_hoshiar@yahoo.com
3
دانشجوی کارشناسی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه علوم و تحقیقات تهران، ایران
استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
استادیار، دانشگاه آزاد اسلامی واحد قزوین، قزوین، ایران
با گسترش نانو فناوری، روباتهای بر پایه میکروسکوپ نیروی اتمی بعنوان ابزاری کارآمد جهت انتقال و ساخت نانو ساختارها بصورت گسترده مورد توجه قرار گرفته است. عدم امکان مشاهده همزمان عملیات هل دادن کنترل شده نانو ذرات یکی از مهمترین محدودیت های این روش می باشد. بمنظور رفع این محدودیت در این مقاله از یک محیط حقیقت مجازی جهت مشاهده روند عملیات استفاده شده است. در شبیه سازی صورت گرفته در این پژوهش ابتدا تصاویر گرفته شده از میکروسکوپ نیروی اتمی پردازش شده و موقعیت و ابعاد نانو ذرات مشخص شده است. پس از آن با استفاده از مدلسازی دینامیک انتقال نانو ذرات و شبیه سازی نمودار نیرو زمان بحرانی، امکان انتقال کنترل شده ذرات فرآهم آمده است. شبیه سازیها جهت استفاده از کانتیلور های مستطیلی، Dagger و V-Shape گسترش یافته است. محیط واقعیت مجازی ارائه شده امکان شبیه سازی دقیق فرآید کاربردی نمودن مدلسازیهای ارائه شده جهت کاربران را فرآهم آوده است.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6787_68bb3fd1b77f97ba0c1dab9fbefcb8f7.pdf
نانوربات AFM
محیط حقیقت مجازی
نانو ذرات استوانه ای
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
187
196
6771
Original Article
برآورد کاهش انتشارآلایندهها در عملکرد یک سیستم CCHP نسبت به سیستم معمولی برای مطالعه موردی (هتل) دارای آب شیرین کن
محمد مصطفی غفوریان
m_ghafuoryan@mecheng.iust.ac.ir
1
حمید نیازمند
niazmand@um.ac.ir
2
دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
در پژوهش حاضر به مدلسازی و بهینهسازی سیستم تولید همزمان برق، حرارت و برودت(CCHP) در ترکیب با آب شیرین کن اسمز معکوس(W)، برای یک هتل پرداخته شده است. در گام اول استراتژی عملکرد دو چیدمان مختلف برای سیستمCCHP و آب شیرین کن اسمز معکوس(W) به منظور تامین بارهای مورد نیاز ساختمان ارایه میشود و عملکرد این دو سیستم نسبت به سیستمهای سنتی موجود توسط الگوریتم ژنتیک بهینه می شود. در فرآیند بهینهسازی از تابعی چند معیاره (انرژی، اقتصادی و زیستمحیطی) تحت عنوان درصد سود سالیانه نسبی(PRAB) و موتورگازسوز (با قابلیت عملکرد در بار جزیی) به عنوان محرک اولیه، استفاده شده است. سپس رویکرد زیستمحیطی این دو سیستم نسبت به سیستمهای متداول مورد بررسی قرار میگیرد. نتایج به دست آمده از این پژوهش نشان میدهد، که در هر دو چیدمان، انتشار هر سه آلاینده CO2 CO , و NOx در محدودهی گستردهای از ظرفیتهای نامی موتورگازسوز، کاهش مییابد. این درحالی است که در سیستم CCHPW ( چیدمان اول) با انتخاب موتورگازسوزی با ظرفیت 3250 کیلووات، عملکرد بهتری از نظر اقتصادی و زیستمحیطی مشاهده میشود به طوری که علاوه بر داشتن بیشترین سود سالیانه با مقدار 106×21/5 دلار بر سال، تولید آلایندههای CO2 , CO و NOx را به ترتیب61%، 79% و 86% کاهش میدهد.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6771_fbe9a8516f1ff7b276408dc4dd665d1a.pdf
سیستم تولید همزمان برق حرارت و برودت(CCHP)
سیستم آب شیرین کن اسمز معکوس(W)
سیستم متداول
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
197
206
6791
Original Article
کنترل بهینه در برنامه ریزی مسیر بازوهای مکانیکی افزونه با رابط نهایی انعطاف پذیر بر اساس حرکت صلب در مساله تعقیب مسیر
سید محمد رضا فریطوس
mr_faritus@yahoo.com
1
هادی همایی
hadii.homaei@gmail.com
2
شهرام هادیان جزی
s.hadian@eng.ui.ac.ir
3
دانشجوی دکتری، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران
استادیار، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران
استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران
این مقاله روش کنترل بهینه حلقه باز را برای طراحی مسیر بهینه بازوهای مکانیکی با رابط نهایی انعطاف پذیر و پایه ثابت در مساله تعقیب مسیر توسعه خواهد داد. در این روش بدون در نظر گرفتن انعطاف پذیری، فضای جواب مفاصل برای حرکت صلب بازوی مکانیکی بدست می آید. با انتخاب مناسب بردار حالت، تابع هدف و قیدهای سیستم به فرم کلاسیک مساله بهینه سازی تبدیل می گردند. با استفاده از اصل کمینگی پونتریاگین، معادلات به مساله مقدار مرزی دو نقطه ای تبدیل می شود. جهت تصدیق روش ارائه شده، شبیه سازی برای بازوی مکانیکی انعطاف پذیر با سه رابط انجام شده است. نتایج به دست آمده و بررسی های صورت گرفته، کارآمدی روش ارایه شده را نشان می دهند.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6791_c6ce939a1d0dd86482f4b4cf8841c0b6.pdf
بازوی مکانیکی افزونه
رابط انعطاف پذیر
تعقیب مسیر
کنترل بهینه
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
207
214
6784
Original Article
مقایسه دقت معادلات تجربی، نیمه-تجربی و تحلیلی برازش منحنی پلاریزاسیون پیل سوختی غشا تبادل پروتون
باقر کاظمی نسب
b.kazeminasab@srbiau.ac.ir
1
سوسن روشن ضمیر
rowshanzamir@iust.ac.ir
2
حسین قدمیان
h.ghadamian@merc.ac.ir
3
دانشجوی دکترا، دانشکده محیط زیست و انرژی، واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
دانشیار، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
استادیار، پژوهشکده انرژی، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران
عملکرد پیل سوختی غشا تبادل پروتون عمدتاً بهوسیله منحنی پلاریزاسیون بیان میشود. منحنی پلاریزاسیون با محاسبه پتانسیل ترمودینامیکی، افت ولتاژهای اهمی، فعالسازی و غلظتی مشخص میشود. با استفاده از معادلات برازش منحنی پلاریزاسیون، ولتاژ خروجی پیل به ازا یک چگالی جریان معین و در شرایط عملیاتی مشخص، محاسبه میشود. بنابراین معادلات فراوانی برای پیشبینی یا برازش منحنی پلاریزاسیون ارائهشدهاند که به علت غیرخطی بودن منحنی، دقت آنها چالش اصلی بوده است. با اینوجود تاکنون مقایسه این معادلات یا بهطور کامل یا در سراسر منحنی پلاریزاسیون انجام نشده است. در این تحقیق ابتدا معادلات برازش به معادلات تحلیلی، تجربی و نیمه-تجربی دستهبندی شده، سپس دقت آنها بهوسیله منحنی پلاریزاسیون و ابزارهایی نظیر مجموع مربع خطاها، ضریب تعیین، تکرارها و مقادیر پارامترهای متناظر معادلات، با نرمافزار MATLAB بهصورت کمی و کیفی مقایسه شدند. نتایج نشان میدهد که از بین معادلات تجربی بررسیشده، معادله این تحقیق از دقت بالاتری برخوردار است. معادله اکیموتو بهترین معادله نیمه-تجربی و معادله هاجی نیز بهترین معادله تحلیلی تشخیص داده شدند. نهایتاً معادلات برتر نیز با دو سری داده آزمایشگاهی باهم مقایسه شدند که معادله این تحقیق و معادله هاجی، با بیشترین دقت (ضریب تعیین بزرگتر از 999/0) درمجموع بهترین معادلات بررسیشده انتخاب شدند.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6784_0ffd54aced29df206c587d4ae2aced07.pdf
برازش منحنی پلاریزاسیون
معادلات تجربی
نیمه-تجربی
تحلیلی
پیل سوختی
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
215
224
6764
Original Article
بررسی اثر پدیده قفلشدگی برشی در تحلیل المان محدود ضربه بر صفحات کامپوزیتی
داریوش کوه بر
darioush.koohborr@znu.ac.ir
1
عیسی احمدی
i_ahmadi@znu.ac.ir
2
کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه زنجان، ایران
استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
در این مقاله مساله برخورد سرعت پایین برای ضربهزننده فلزی با دماغه کروی شکل بر روی صفحه کامپوزیتی مورد مطالعه قرار گرفته است. معادلات حاکم بر ورق طبق تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول و با استفاده از روش المان محدود گالرکین منفصل شده است. پدیده قفل شدگی برشی در مدلسازی منظور گردیده و برای غلبه بر این مشکل روشی ارائه شده که در آن ترمهای مربوط به برش و خمش را از هم تفکیک کرده و برای رفع آن از روش انتگرالگیری گوسی بهره گرفته شده است. مدلسازی انجام گرفته قابلیت در نظر گرفتن دفعات متعدد بارگذاری و باربرداری را در فرآیند ضربه دارد. معادلات حرکت حاکم به صورت کوپل و با دو روش عددی نیومارک و نیکلسون حل شده است و تاثیر تغییر پارامترهای این روشها به دقت مورد مطالعه قرار گرفته و مقدار بهینه برای این پارامترها انتخاب شده است. با توجه به نوع مدلسازی انجام گرفته، نتایج بدست آمده علاوه بر ورقهای ضخیم در ورقهای نازک نیز جوابهای دقیقی ارایه میدهد. درانتها یک ورق تحت ضربه سرعت پایین دارای شرایط مرزی ترکیبی و گیردار به دقت مورد مطالعه قرار گرفته است و نمودارهای مختلف از پاسخ زمانی ورق شامل جابجایی، نفوذ، نیرو و انرژی آورده شده است.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6764_baaef354d7a46a19d2b2c43ef48b0992.pdf
روش اجزاء محدود گالرکین
قفلشدگی برشی
ضربه سرعت پایین
کامپوزیت چندلایه
روش انتگرالگیری گوسی
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
225
234
6841
Original Article
طراحی کنترل گر رهگیر جهت شبیه سازی حین پرواز رفتار هواپیمای جت جنگنده توسط جت بدون سرنشین
سید جواد محمدی بایگی
mohammadi.s.j@gmail.com
1
مهدی مرتضوی
mortazavi@cic.aut.ac.ir
2
دانشگاه آزاد اسلامی واحد دامغان
دانشیار، دانشکده مهندسی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران
در این مقاله امکان شبیهسازی حین پرواز رفتار دینامیک طولی و عرضی یک هواپیمای جت جنگنده توسط یک جت بدون سرنشین مورد ارزیابی قرار گرفته و کنترلگر مورد نیاز برای اجرای شبیه سازی حین پرواز و رهگیری مسیر پروازی آن طراحی شده است. طراحی کنترلگر بر اساس روش جایدهی قطب و رهگیری مسیر به انجام رسیده و در آن کنترلگر به نحوی طراحی شده است که جت بدون سرنشین قادر به تعقیب رفتار دینامیک طولی و عرضی هواپیمای جت جنگنده در حین پرواز باشد. در این راستا پس از به کارگیری کنترلگر طراحی شده در جت بدون سرنشین به شبیه سازی رفتار جت جنگنده توسط آن پرداخته و نتایج شبیهسازی حاکی از رهگیری مطلوب رفتار دینامیکی هواپیمای جت جنگنده توسط جت بدون سرنشین در محدوده مشترک عملکردی آنها میباشد. برای صحه گذاری بر طراحی انجام شده به شبیه سازی اطلاعات تست پروازی جتجنگنده توسط جت بدون سرنشین پرداخته شده است. مقایسه نتایج شبیه سازی با اطلاعات تست پروازی جت جنگنده، توانایی شبیه سازی حین پرواز رفتار دینامیکی جت جنگنده توسط جت بدون سرنشین را به اثبات میرساند.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6841_afe9f47a716220b44c82bf2561deea2f.pdf
مدل مشابه دینامیکی
شبیه سازی حین پرواز
جایدهی قطب
داده های تست پرواز
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
235
241
6777
Original Article
ارتعاشات اجباری استوانه های هدفمندتقویت شده با نانولوله های کربنی منحنی شکل به روش بدون المان
رسول مرادی دستجردی
rasoul.moradi@iaukhsh.ac.ir
1
حامد مومنی خبیصی
h.momeni@ujiroft.ac.ir
2
دانشجوی دکترا، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد خمینی شهر، ایران
مربی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه جیرفت، جیرفت، ایران
در این مقاله، ارتعاشات اجباری استوانههای هدفمندتقویتشده با نانولولههای کربنی منحنی شکل، تحتفشار داخلی وابسته به زمان به روش بدون المان بررسیشده است. در این روش بدون المان از توابع شکل MLS برای تقریب میدان جابجایی در فرم ضعیف معادله حرکت استفاده میشود. نانو کامپوزیتهای بکار رفته، ترکیبی از نانولولههای کربنی تک جداره منحنی شکل و یک ماده پسزمینه ایزوتروپیک است که خواص مکانیکی آنها بر پایهیک رابطه میکرومکانیکی و با استفاده از قانون اختلاط تخمین زدهشده است؛ اما ازآنجاییکه روابط در سطح میکرو قادر به بیان اختلاف بین نانو و میکرو نمیباشد لذا به کمک پارامترهای تصحیحی این مشکل مرتفع شده است. برای تعیین رفتار ارتعاشی، یک مدل متقارن محوری بکار گرفتهشده که در آن برای توزیع نانولولهها در راستای شعاع، سه مدل خطی هدفمند و یک مدل توزیع یکنواخت در نظر گرفتهشده است. در این مقاله، ابتدا نتایج دینامیکی حاصل از روش بدون المان و نوع تقریب خواص مکانیکی نانو کامپوزیت با نتایج روشهای المان محدود، تحلیلی و آزمایشگاهی مقایسه و مطابقت بسیار خوبی مشاهدهشده و پسازآن تأثیر نوع توزیع، ضریب منظری (نسبت طول به قطر)، انحنا و کسر حجمی نانولولهها بر ارتعاشات استوانههای نانو کامپوزیتی هدفمند تقویتشده با نانولولههای کربنی بررسیشده است و مشاهده شد که انحنا و کسر حجمی نانولولهها تأثیر مهمی بر رفتار ارتعاشی این استوانهها دارد.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6777_8bef2e111f16778a95a6822054f6f1df.pdf
استوانه نانو کامپوزیتی
نانولوله کربنی منحنی شکل
توزیع هدفمند
ارتعاشات اجباری
روش بدون المان
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
243
250
6759
Original Article
ارزیابی جرم افزوده ی یک وسیله زیر آبی با استفاده از روش المان مرزی
داوود میرزایی
davodmirzaee@gmail.com
1
علی جعفریان
jafarian@modares.ac.ir
2
محمدعلی بدری
malbdr@iut.ac.ir
3
احمدرضا زمانی
4
کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران
دانشجوی دکتری، پژوهشکده علوم و تکنولوژی زیردریا، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران
استادیار، پژوهشکده علوم و تکنولوژی زیردریا، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران
استادیار، پژوهشکده علوم و تکنولوژی زیردریا، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران
در پژوهش حاضر ضرایب جرم افزوده یک وسیله زیرآبی با استفاده از روش المان مرزی محاسبه شده است. جریان سیال با استفاده از روش المان مرزی بر روی شبکهی مثلثی توسط نرمافزار GAMBIT تولید و سپس در کد المان مرزی حل میشوند و پس از آن ضرایب ماتریس جرم افزوده محاسبه گردیده اند. به منظور صحت سنجی کد، ضرایب جرم افزودهی کره و بیضیگون با نسبت منظری مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل برای کره و بیضیگون با نتایج تحلیلی مقایسه و نشان داده شده است که حل المان مرزی از دقت بسیار مناسبی برخوردار میباشد. پس از آن هندسهی وسیله زیرآبی سابوف جهت نشان دادن کاربرد عملی و راهبردی پژوهش حاضر، شبیهسازی شده است. نتایج ضرایب جرم افزودهی محاسبهشده با استفاده از روش المان مرزی با نتایج تجربی مقایسه گردیده است. نتایج حاصل تطابق بسیار مناسبی با نتایج تجربی برای سابوف را نشان میدهد. قابل ذکر است که در روش المان مرزی از اثرات لزجت، اغتشاش و گردابهها صرف نظر شده و معادلات اویلر و لاپلاس برای حل جریان مورد استفاده قرار گرفته است.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6759_b364ceaabff3fb4751d3adc9ab4e6eda.pdf
جرم افزوده
وسیله زیر آبی
روش المان مرزی
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
251
259
6790
Original Article
بررسی عددی تزریق تزریقگر پیچشی دو سیاله
حسین مهدوی مقدم
mahdavy@kntu.ac.ir
1
سیاوش علی زاده یغمایی
sia_yaghmaei@yahoo.com
2
استادیار، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، دانشکده مهندسی هوافض
کارشناس ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، دانشکده مهندسی مکانیک و هوافضا
در این مقاله ابتدا یک تزریقگر پیچشی تک پایه با روش کدنویسی بررسی و سپس نتایج آن با نمونه آزمایشگاهی تزریقگرهای احیا کننده و اکسید کننده از نظر اندازه های شعاع نازل، شعاع گذرگاه ورودی و شعاع محفظه چرخش مقایسه میگردد. فرایند پاشش و اتمیزاسیون در تزریقگر پیچشی دوپایه با همان شرایط کار تجربی به صورت پایا، شبیهسازی می شود. در ادامه تزریقگر پیچشی تک پایه با سوخت اتانول به صورت وابسته به زمان مدل شده و با نمونه تجربی مقایسه میگردد. در آخر نیز تزریقگرهای پیچشی تک پایه و دوپایه با سوختهای متفاوت نفت، کروسین، نیتروژن مایع، هیدروژن مایع و اکسید کننده های آب و اکسیژن شبیهسازی می شود. هدف از این شبیهسازی ها، مقایسه سرعت و قطر قطرات خروجی بین تزریقگرهای پیچشی تک پایه و دوپایه می باشد. کوچکترین قطر قطرات و بیشترین سرعت قطرات خروجی در پاشش مربوط به تزریقگرهای پیچشی با سیال هیدروژن مایع به عنوان احیا کننده میباشد. در ضمن مشاهده شد که قطر قطرات خروجی تزریقگر پیچشی دوپایه (6-e76/6 متر) نسبت به تزریقگر پیچشی تک پایه (6-e49/7 متر) کوچکتر و سرعت قطرات (84 متر بر ثانیه) نیز بیشتر میباشد.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6790_98fd1a87f53d79fcfd18f6aa7ff5aae8.pdf
موشک سوخت مایع
تزریقگر پیچشی
پاشش
قطر قطره
سرعت قطره
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
261
269
6783
Original Article
شبیه سازی عملکرد طرحی نو از کلکتور هواگرم خورشیدی برای سیستم سرمایش خورشیدی یک ساختمان نمونه در مناطق گرم و مرطوب شمال ایران
علیرضا مجیدیان
a_majidian@iausari.ac.ir
1
دانشیار، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد ساری، ساری، ایران
هوا گرمکنهای خورشیدی(یا کلکتورهای هواگرم) نوع خاصی از کلکتورهای خورشیدی هستند که سیال عامل آنها هوا بوده و در سیستمهایی مانند سیستم تهویه مطبوع برای گرمایش هوای ورودی به ساختمان، خشککنهای خورشیدی و ... مورد استفاده قرار میگیرند. علاوه بر موارد فوق از هوای گرم خروجی نیز میتوان برای استفاده در قسمت بازیاب سیستمهای سرمایش یا رطوبتزدایی خورشیدی مانند سیستم سرمایش دسیکنت نیز بهره گرفت. در این پژوهش ابتدا یک نوع کلکتور هوا گرمکن خورشیدی با ساختار و کاربرد جدید معرفی شده است. سپس قسمتهای مختلف آن مانند پوشش کلکتور، صفحه جاذب، سیال عامل(هوا) و ... از لحاظ انتقال گرما، مدل سازی گردید. عملکرد این سیستم در نرم افزار متلب شبیه سازی و صحت نتایج حاصله با استفاده از نتایج تجربی موجود بررسی، مشخصات کلکتور در بهترین حالت معرفی شده است. سپس نتایج حاصل از بهکارگیری این نوع کلکتور برای گرمایش و سرمایش یک ساختمان نمونه در شرایط آب و هوایی گرم و مرطوب در شمال کشور مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای محاسبه بار حرارتی ساختمان، از نرم افزار کریر استفاده شده است.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6783_34a1b6d2ef852f3b9db92d2a58465cb3.pdf
هواگرمکن خورشیدی
کلکتور هواگرم
سرمایش خورشیدی
چرخ دسیکنت
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
271
279
6775
Original Article
تحلیل ترمودینامیکی و مطالعه ی پارامتری یک سیستم تولید همزمان با ترکیب چرخه ی توربین گاز و چرخه ی کالینا
حسین نامی
h.nami@tabrizu.ac.ir
1
سیامک جمالی
arash.nemati@tabrizu.ac.ir
2
فرامرز رنجبر
s.ranjbar@tabrizu.ac.ir
3
مرتضی یاری
myari@tabrizu.ac.ir
4
دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
تحلیل ترمودینامیکی چرخهی تولید همزمان و ترکیبی توربین گازی با سوخت متان و چرخهی کالینا به منظور استفاده از گرمای تلف شده ارائه شده است. به منظور شناسایی منابع برگشتناپذیری در چرخه، برای تک تک اجزای چرخه راندمان اگزرژی و نیز تخریب اگزرژی محاسبه شده است. در نهایت یک مطالعهی جامع پارامتری برای نشان دادن اثر پارامترهای مهمی همچون نسبت فشار کمپرسور هوا، راندمان آیزنتروپیک کمپرسور هوا، راندمان آیزنتروپیک توربین گازی، بیشینه فشار چرخهی کالینا و غلظت آمونیاک در سیال کاری چرخهی آمونیاک بر راندمان انرژی و اگزرژی چرخهی پیشنهادی ارائه شده است. نتایج نشان میدهد که راندمان انرژی و اگزرژی چرخه در یک مقدار مشخص نسبت فشار کمپرسور هوا بیشینه میشود که این مقدار نسبت فشار به پارامترهای دیگر نیز بستگی دارد. برای چرخهی پیشنهادی بیشینه راندمان انرژی و اگزرژی به ترتیب 8/85 و %5/52 در نسبت فشار 26/15 محاسبه شده است. مقدار بیشینه توان تولیدی چرخه کالینا حدود kW 940 است که در فشار bar45 رخ میدهد و افزایش غلظت آمونیاک منجر به افزایش توان خالص تولیدی چرخه میگردد.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6775_7f56d6f23783a7d81dc540ac35a591d6.pdf
انرژی
اگزرژی
چرخه ی ترکیبی
چرخه ی کالینا
چرخه ی تولید همزمان
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
281
286
6765
Original Article
مقایسه روش های اجزای محدود متداول و توسعه یافته در پیش بینی شکست نمونه با شیار کلیدی شکل تحت بارگذاری مود ترکیبی
علیرضا نصرنیا
anasrnia@yahoo.com
1
فرهاد حاجی ابوطالبی
f.hajiaboutalebi@eng.ui.ac.ir
2
مهرداد پورسینا
poursina@eng.ui.ac.ir
3
کارشناس ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران
استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران
دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران
مواد ترد بهعلت سختی قابلتوجه و همچنین شکلپذیری اندک، کاربرد زیادی در صنایع گوناگون مانند اتوموبیلسازی، دریایی و هوایی دارند. بنابراین بررسی رفتار خرابی و شکست مکانیکی این مواد یکی از مهمترین چالشهای مهندسین و محققین است. هدف اصلی این مقاله مقایسه کارایی روش اجزای-محدود توسعهیافته با روش اجزایمحدود متداول در پیشبینی ایجاد و رشد ترک در یک ماده ترد میباشد. برای این منظور ابتدا با بهکارگیری مدلهای آسیب موجود در نرمافزار اجزایمحدود آباکوس بر مبنای روش اجزایمحدود متداول و توسعهیافته، پیدایش و رشد ترک در یک نمونه گرافیتی دارای شیار کلیدیشکل شبیهسازی میگردد. سپس، مقادیر زاویه ایجاد ترک و حداکثر نیروی قابلتحمل در قطعه تحت شرایط مختلف بارگذاری ترکیبی پیشبینی شده، با نتایج تجربی مقایسه و اعتبارسنجی میگردد. مقایسه نتایج عددی حاصل از شبیهسازیهای روش اجزایمحدود متداول و توسعهیافته با نتایج تجربی آشکار میکند که در مقایسه با روش اجزایمحدود متداول، روش اجزایمحدود توسعهیافته علاوه بر کاهش هزینه محاسبات و همچنین حساسیت به اندازه المانها در المانبندی، از دقت بالاتری برخوردار بوده و کارایی بیشتری در پیشبینی ایجاد و رشد ترک در مواد ترد دارد.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6765_1db4d43a51c1385960cb58c5a1bc3461.pdf
روش اجزایمحدود متداول
روش اجزایمحدود توسعهیافته
شکست نمونه با شیار کلیدیشکل
بارگذاری مود ترکیبی
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
287
296
6766
Original Article
بررسی عددی تغییرات الگوی جریان روی بال مثلثی 60 درجه از مادونصوت تا ماوراءصوت
مصطفی هادی دولابی
mhadidoolabi@mut.ac.ir
1
حسین انصاریان
hossein.ansarian@gmail.com
2
استادیار، مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالکاشتر، تهران، ایران
دانشجوی دکترا، مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالکاشتر، تهران، ایران
جریانهای پایا روی یک بال مثلثی با زاویة پسگرایی 60 درجه و لبة حملة تیز، در رژیمهای صوتی مختلف، به روش عددی بررسی شدهاند. در تحلیل عددی با استفاده از نرمافزار Fluent، از شبکة بیسازمان، روش بالادست رو مرتبهدوم، مدل آشفتگی k-ω SST، حل ضمنی و پردازش موازی استفاده شده است. نتایج شبیهسازی عددی الگوی جریان نشان میدهد که گردابة لبة حمله با یا بدون حضور جدایش ثانویه روی سطح بالایی بال مثلثی تشکیل میشود. این گردابه با افزایش عدد ماخ به سطح بال نزدیکتر و تدریجاً کشیدهتر میگردد. در اعداد ماخ بیش از 2، لبة حملة بال مافوقصوت شده و موج انبساطی منتشرشده از لبة حمله به جریان شتاب میدهد. در این حالت، امواج ضربهای روی بال تشکیل میشود که با گردابه برهمکنش دارند. با افزایش عدد ماخ تا محدودة ماوراءصوت، موج ضربهای بالای گردابة اولیه از بین رفته و قدرت و اندازة گردابه بر اثر انبساط شدید جریان روی سطح بالایی بال کاهش مییابد. اثر عدد ماخ بر محل مرکز گردابه، ضریب برآ، توزیع فشار سطحی و محل انفجار گردابه بررسی شده است. افزایش عدد ماخ سبب میشود ضرایب آیرودینامیکی در محدودة مادونصوت افزایش و در محدودة مافوقصوت کاهش یابند. همچنین محل انفجار گردابه به سمت پاییندست حرکت میکند و محل هستة گردابه تا ماخ 3 به سمت بال نزدیک و در ماخهای بالاتر از آن دور میشود.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6766_c1d9fd2569b137616dd0b67de0425340.pdf
بال مثلثی
عدد ماخ
الگوی جریان
گردابة لبة حمله
انفجار گردابه
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
297
305
6763
Original Article
تأثیر دمای عملیات برگشت بر خواص سایشی فولاد 5115 کربن دهی شده مورد استفاده در اسپیندل ماشین افزار
میر نریمان یوزباشی
nariman_yoozbashi@yahoo.com
1
نادر واحدی خراجویی
vahedi@sut.ac.ir
2
علی الماسی
almasi@tabrizu.ac.ir
3
استادیار، گروه مهندسی مواد، دانشگاه جامع علمی کاربردی استان آذربایجان شرقی، تبریز، ایران
فارغ التحصیل کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مواد، دانشگاه جامع علمی کاربردی استان آذربایجان شرقی، تبریز، ایران
فارغ التحصیل کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مواد، دانشگاه جامع علمی کاربردی استان آذربایجان شرقی، تبریز، ایران
عامل اصلی کاهش عمر و عملکرد اسپیندلهای ماشینافزار، ناشی از سایش میباشد. برای نیل به خواص سایشی بالا، فولادهای سری 51xx مورد استفاده در اسپیندل در شرایط کربندهی و برگشت به کار گرفته میشوند. در تحقیق حاضر، خواص به دست آمده از سه چرخه مختلف کربندهی با هم مقایسه شده و تأثیر دمای برگشت بر خواص سایشی نمونههای کربندهی شده مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش سایش مورد استفاده در این تحقیق، از نوع بلوک روی رینگ می باشد. از میکروسکوپ الکترونی روبشی، ریزسختیسنجی و متالوگرافی جهت تجزیه و تحلیل نتایج استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان میدهد؛ نمونهکربندهی شده در دمای 920 درجه سلسیوس به مدت 5 ساعت + نرماله شده + آستنیته شده در دمای 840 درجه سلسیوس به مدت 30 دقیقه + کوئنچ شده در روغن و نهایتاً برگشت داده در دمای 100 درجه سلسیوس، بیشترین مقاومت سایشی را نشان داده است. همچنین با افزایش دمای برگشت تا 250 درجه سلسیوس، مقاومت سایشی نمونهها نه تنها هیچ بهبودی پیدا نکرد، بلکه مقاومت سایشی نسبت به نمونه خام ضعیفتر هم شد.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6763_184938c4977c6a1eebca704d93d9ce29.pdf
سایش
عملیات برگشت
کربندهی
فولاد 5115
اسپیندل
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
307
316
6778
Original Article
تحلیل کمانش حـرارتی ورق دایرهای مـدرج تابعـی دو-جهتـه بر اساس تئوری مــرتبه اول تغییر شکل برشی
شهروز یوسف زاده
shy@iau-aligudarz.ac.ir
1
دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد الیگودرز، الیگودرز، ایران
در این مقاله کمانش حرارتی ورق دایرهای مدرج تابعی دو-جهته تحت دو نوع بارگذاری حرارتی بر اساس تئوری مرتبه اول تغییر شکل برشی صفحات تحلیل شده و دمای بحرانی کمانش در شرایط مرزی گیردار بدست آورده شده است. معادلات تعادل و پایداری ورق دایرهای بر اساس تئوری مرتبه اول تغییر شکل برشی صفحات با استفاده از روش انرژی و معادلات اویلر استخراج شده و پس از آن معادلات پایداری با توجه به شرایط مرزی مسئله و استفاده از سریهای توانی و با نوشتن برنامه کامپیوتری حل شده است. سپس دمای بحرانی کمانش حرارتی بر اساس تئوری مرتبه اول تغییر شکل برشی صفحات بدست آمده و نتایج بصورت جداول و نمودارها ارائه شده و تاثیر پارامترهای مختلف از جمله نسبتهای کسر حجمی بر دمای بحرانی بررسی و مورد مقایسه با نتایج بدست آمده از مقالات موجود قرار گرفته است که از نحوهی حل مسئله نیز اطمینان کافی حاصل شده است. نتایج نشان می دهد که در نسبتهای کسر حجمی مختلف در جهت شعاع (µ)، افزایش نسبت کسر حجمی در جهت ضخامت (n) تاثیر چندانی در دمای بحرانی کمانش ندارد. همچنین اگر نسبت کسر حجمی در جهت شعاع مثبت باشد، دمای بحرانی کمانش با افزایش این نسبت افزایش و در صورت منفی بودن کاهش مییابد. علاوه بر این، برای ورق با ضخامت ثابت، دمای بحرانی کمانش با افزایش نسبت ضخامت بر شعاع ورق (h/a) افزایش یافته و با افزایش نسبت کسر حجمی کاهش می یابد.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6778_9659bafe0d2b22f06376cfd5e942c9fe.pdf
ورق دایرهای
کمانش حرارتی
مواد تابعی مدرج
تئوری مرتبه اول تغییر شکل برشی
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
319
323
6785
Short Paper
پیش بینی رسانایی گرمایی نانوسیال گرافن با مدل شبکه عصبی مصنوعی چند لایه پرسپترون
سهیلا خسروجردی
s.khosro.a@gmail.com
1
آرش میرعبدله لواسانی
arashlavasani@iauctb.ac.ir
2
مسعود وکیلی
msd.vakili@gmail.com
3
دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران مرکزی، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، تهران، ایران
دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاداسلامی واحد تهران مرکزی، تهران، ایران
کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
هدف از این مطالعه مدلسازی و پیش بینی رسانایی گرمایی نانو سیال گرافن به کمک شبکه عصبی مصنوعی چند لایه پرسپترون است. پارامترهای دمای نانوسیال، کسرحجمی و رسانایی گرمایی نانو ذره به عنوان ورودی شبکه در نظر گرفته شده است. بااطلاعات مربوط به اندازه گیریهای تجربی محققین قبلی در مورد رسانایی گرمایی نانوسیال گرافن در دمای 25 تا 50 درجه سلسیوس و در کسر حجمی 005/0 تا 056/0 تست عملکرد شبکه انجام شده است. جهت بررسی میزان دقت مدل در پیشبینی رسانایی گرمایی نانوسیال، از شاخصهای جذر میانگین مربعات خطا، ضریب تشخیص و درصد میانگین مطلق خطا استفاده شده است که این مقادیر به ترتیبW/mK04/0 ،99 درصد و 26/0 درصد است. نتایج حاصل از شاخص ها ، دقت و اطمینان مدل ارایه شده را در مقایسه با نتایج تجربی و مدل های تئوری را نشان می دهد.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6785_d27d9d068b98629248a98744fadcee35.pdf
رسانایی گرمایی
شبکه عصبی مصنوعی
نانوسیال
گرافن
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
325
331
6792
Short Paper
امکان سنجی احداث دو واحد همزمان تولید حرارت و برق با بیوگاز در تصفیه خانه فاضلاب شهری
فهیمه سلمانی
fsalmani11@yahoo.com
1
احسان امیری راد
a.amirirad@hsu.ac.ir
2
محمد رضا سلیمی
m.salimi@toossab.net
3
دانشجوی دکتری، مهندسی گروه مکانیک، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران
استادیار، مهندسی گروه مکانیک، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران
جانشین مدیر امور فاضلاب و محیط زیست، شرکت مهندسی مشاور طوس آب، مشهد، ایران
محدودیت منابع سوخت فسیلی و حفظ محیط زیست، استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر را دارای اهمیت نموده است. از بین انواع منابع انرژیهای نو، بیوگاز قابل استحصال از لجن تصفیهخانههای فاضلاب به دلیل دائمی بودن فاضلاب بعنوان یک منبع پایدار انرژی به شمار میروند. در این تحقیق فرآیند موتور بیوگازسوز قابل اجرا در تصفیهخانه فاضلاب شهری کاشان بررسی شده است. اجرای این سیستم میتواند باعث کاهش هزینه سوخت و نیز استفاده از انرژیهای نو در تولید انرژیهای الکتریکی و حرارتی قابل اعتماد برای بخشی از مصارف فرآیندی شود. برای این منظور مشخصات بیوگاز تولیدی در تصفیهخانه فاضلاب شهری کاشان به عنوان نمونه مورد بررسی قرار گرفته و پس از تشریح کامل اجزای مورد نیاز جهت نصب و احداث موتور بیوگازسوز به طراحی آن جهت تولید 466 کیلووات برق و 556 کیلووات حرارت پرداخته شده است. هزینههای نصب و سرمایهگذاری لازم برای احداث دو واحد تولید همزمان حرارت و برق با بیوگاز حدود 270000 دلار برآورد شده است که با توجه به درآمدهای حاصل از فروش برق و محصولات جانبی میتوان گفت طی 4 سال تمام سرمایهگذاری انجام شده برگشت داده خواهد شد. همچنین استفاده از لجن در فنآوری تولید بیوگاز باعث کاهش تولید گازهای گلخانهای چون متان و دیاکسیدکربن میگردد.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6792_69a4bf8dc7614a2b9051eb9042f3d828.pdf
بیوگاز
موتور بیوگازسوز
تصفیه خانه فاضلاب
هزینه سرمایه گذاری
گازهای گلخانه ای
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
333
338
6757
Short Paper
بررسی تأثیر زائده های گردابه ای بر پارامترهای کارکردی اصلی مبادله کن های گرمایی لوله ای-پره دار
سید ابوذر فنایی
sab.famech@birjand.ac.ir
1
مرتضی رضایی
mortezarezaie1362@gmail.com
2
استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران
کارشناسی ارشد مکانیک، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران
در این مقاله به بررسی تأثیر پارامترهای هندسی بر عملکرد مبادلهکن های گرمایی لولهای پرهدار می پردازیم. برای این هدف 4 نوع زائده تولید کننده گردابه مثلثی ساده، مثلثی زاویه دار، مکعبی ساده و مکعبی زاویهدار را برای افزایش میزان انتقال گرما بین سیال و سطح پره و جداره لوله در نظر گرفته و اثرات افت فشار، اصطکاکی و عملکردی آن را در نظر میگیریم. مقایسه نتایج عددی با نتایج چاپشده تطابق قابل قبولی با حداکثر خطای 3/5 درصد بین نتایج را نشان میدهد. بیشترین افزایش عدد ناسلت و افت فشار بر حسب عدد رینولدز به ترتیب با میزان 80% و 95/2% مربوط به مدلهای بدون گردابه (مدل پایه) و مدل با گردابه مکعبی زاویهدار میباشند.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6757_21fcf1ba6380a321e1665af34cbb5a12.pdf
زائده های گردابه ای
مدلسازی عددی
مبادله کن گرمایی لوله ای - پره دار
per
دانشگاه تبریز
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
2228-5148
2783-0772
2017-11-22
47
3
339
342
6769
Short Paper
بررسی تاثیر پارامترهای جریان دوفازی بر تعیین قطر بهینه لولههای انتقال باطله جامد- مایع
اسماعیل لکزیان
e.lakzian@hsu.ac.ir
1
نجمه دباغ زاده
n.dabaghzade@yahoo.com
2
فرهاد رئوف شیبانی
f.sheibani@toossab.net
3
دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران
دانشجوی کارشناسی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران
مدیر بخش سد و نیروگاه، شرکت مشاور طوس آب، مشهد، ایران
در برخی از معادن مس، آهن و روی از لوله جهت انتقال باطله جامد-مایع استفاده شده است، بهینه بودن قطر لولهها به جهت صرفهجویی در انرژی و کاهش هزینهها حائز اهمیت میباشد. با بهدست آوردن تمامی هزینهها و حداقل کردن هزینه کل میتوان قطر بهینه را بهدست آورد. نمودارهای تاثیر پارامترهای مهم نظیر: چگالی جامد، اندازه ذرههای جامد، درصد حجمی جامد و لزجت بر قطر لوله باطله جامد- مایع ارائه شده است. همچنین؛ قطر بهینه در معدن مس سونگون بررسی شده که نتایج این تحقیق با نمونه ساخته شده انطباق خوبی دارد.
https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_6769_c35ed00fe7b8cc692ea5ba861454966e.pdf
قطر بهینه
پارامترهای تاثیرگذار
انتقال باطله جامد- مایع