این تحقیق بر دو گام اساسی استوار است . نخست ، بررسی و تحلیل میراگر فیوزی منشوری شکل و سپس تاثیر آن بر عملکرد لرزه‌ای قاب‌های سازه‌ای بتنی تحت بارگذاری چرخه‌ای است. در بسیاری از سازه‌ها، به‌ویژه در نواحی با خطر زلزله بالا، کنترل واکنش لرزه‌ای به‌وسیله سیستم‌های مقاومتی، مانند میراگرها، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. میراگرهای فیوزی منشوری شکل به‌دلیل قابلیت جذب انرژی بالا و تغییرشکل‌پذیری مناسب، انتخابی موثر برای کاهش آسیب‌پذیری سازه‌ها در برابر نیروهای لرزه‌ای محسوب می‌شوند. در این تحقیق که بر دو نرم افزار تحلیلگر پایه گذاری میشود ابتدا میراگر   به‌صورت جداگانه در نرم‌افزار اباکوس مدل‌سازی شده و نمودار بار-جابجایی آن استخراج می‌شود. سپس، قاب‌های سازه‌ای در نرم‌افزار سپ 2000 مدل‌سازی شده و رفتار میراگر به‌عنوان یک المان لینک در مدل قاب‌ها تعریف می‌شود. روش تحقیق شامل تحلیل عددی غیرخطی میراگر و قاب‌ها به‌صورت مستقل در نرم افزار های نامبرده انجام شده است. در نهایت، عملکرد قاب‌ها با میراگر تحت بارگذاری‌های چرخه‌ای بررسی می‌شود تا اثر میراگر بر جابجایی‌ها و سختی سازه ارزیابی شود. از این تحقیق انتظار میرود که بتواند به بهبود روش‌های طراحی سازه‌ها با میراگرهای فیوزی   و کمک به انتخاب مصالح بهینه برای قاب‌های سازه‌ای منجر شود.

   در سال‌های اخیر جهان با کمبود انرژی در بخش‌های مختلف ،از جمله مصرف انرژی در ساختمان که سهم زیادی ازمصرف انرژی را به خود اختصاص داده است ،پژوهشگران را برآن داشت که در این زمینه از راهکارهای جدید برای کاهش مصرف انرژی در بخش ساختمان استفاده کنند.یکی از این راهکارها استفاده از موادتغییر فازدهنده(PCM) جهت بهبود عملکرد انرژی حرارتی در بخش‌های از ساختمان بود. در این تحقیق، اثربخشی کاربرد ماده تغییر فازدهنده BioPCM در دیواره‌های خارجی یک ساختمان مسکونی واقع در بافت مرکزی شهر کرمانشاه با اقلیم سرد و معتدل بررسی شده است. پروژه شامل یک واحد مسکونی یک‌طبقه با ابعاد ?? متر عرض، ??.?? متر طول و ارتفاع سقف ? متر می‌باشد. شبیه‌سازی انرژی این ساختمان با استفاده از نرم‌افزار انرژی‌پلاس و در سناریوهای مختلف مربوط به دمای ذوب (??، ??، ??، ?? و ?? درجه سانتی‌گراد) و ضخامت‌های متغیر PCM در دیوار (از ?.?? تا ?.? متر) انجام گرفته است.نتایج حاصل از تحلیل‌های عددی نشان داد که ماده BioPCM با دمای ذوب ?? درجه سانتی‌گراد و ضخامت ?.?? متر، بهترین عملکرد را در کاهش بار گرمایشی و سرمایشی سالانه داشته است. در این شرایط، مصرف انرژی گرمایشی سالانه به ????.?? کیلووات‌ساعت (کاهش ??.?? درصدی) و مصرف انرژی سرمایشی به ????.?? کیلووات‌ساعت (کاهش ??.?? درصدی) کاهش یافته است. در مجموع، مصرف کل انرژی سالانه از ?????.?? به ?????.? کیلووات‌ساعت کاهش یافته که معادل ??.?? درصد صرفه‌جویی می‌باشد.همچنین، این ضخامت از PCM موجب افزایش وزن قابل مدیریت، زمان پاسخ حرارتی مناسب، اشغال حداقلی فضای مفید دیوار و هزینه اجرایی منطقی شده است. بنابراین، استفاده از BioPCM با دمای ذوب ?? درجه سانتی‌گراد و ضخامت ?.?? متر در لایه داخلی دیوار، به‌عنوان راهکاری بهینه، اقتصادی و پایدار برای کاهش مصرف انرژی در ساختمان‌های مشابه در اقلیم شهر کرمانشاه پیشنهاد می‌شود.

چکیده دمای سیستم یکی از اصلی‌ترین مولفه‌های کاهش یا افزایش عمر مفید قطعات الکترونیکی ازجمله رایانه­ها است. امروزه با پیشرفت تکنولوژی و کوچکتر شدن وسایل الکترونیکی بخصوص رایانه­ها، نیاز به پردازنده­های کوچکتر با راندمان بالاتر بیش از پیش احساس می­شود. در راستای کاهش ابعاد و افزایش قدرت و راندمان این قطعات، مصرف انرژی و افزایش دمای کاری قطعات به طور فزاینده­ای به یک مشکل اجتناب ناپذیر تبدیل شده است. به منظور حفظ دمای کار قطعات در یک محدوده مناسب، هیت سینک­ها با افزایش سطح تبادل حرارت، موجب افزایش انتقال حرارت و کاهش دما می­گردند. از طرفی با ظهور فوم فلزی متخلخل توجه بسیاری از محققان به استفاده از این مواد در زمینه انتقال حرارت جلب گردید. فوم فلزی متخلخل به دلیل سبکی و افزایش سطح در تماس با سیال خنک کننده نسبت به واحد حجم، انتقال حرارت را بهبود می­بخشد. در این پایان نامه به صورت آزمایشگاهی و عددی سه نوع هیت سینک پره صفحه­ای، هیت سینک فوم فلزی و هیت سینک هیبریدی تحت جریان برخوردی بررسی و عملکرد حرارتی و هیدرولیکی آن­ها با هم مقایسه گردید. در نهایت تاثیر مشخصه­هایی مانند توان ورودی، چگالی سطح مشترک و ضریب انتقال حرارت سطح مشترک فوم فلزی و سیال، جهت جریان، ارتفاع و ضخامت پره­ها، ارتفاع و تعداد دریچه­های خروجی و جنس مواد سازنده بر عملکرد حرارتی و هیدرولیکی برسی گردید. طبق نتایج تجربی، در صورت استفاده از هیت سینک هیبریدی و فوم فلزی با تخلخل 92/0 در توان ورودی 30 وات میزان ناسلت میانگین به ترتیب 82/35% و 79/24% نسبت به هیت سینک پره صفحه­ای افزایش می­یابد که این مقادیر طبق نتایج عددی 76/34% و 65/20% می­باشد. در صورت استفاده از فوم فلزی، تغییرات دما یکنواخت­تر بوده و زمان رسیدن سیستم به تعادل نیز کمتر می­باشد. در هیت سینک پره صفحه­ای میزان ناسلت میانگین تحت جریان مکشی نسبت به جریان برخوردی و افقی به ترتیب 17/11% و 86/62% بیشتر می­باشد که این مقادیر برای هیت سینک هیبریدی به ترتیب 7/8% و 58/42% می­باشد. از طرفی در هیت سینک فوم فلزی میزان ناسلت میانگین تحت جریان برخوردی نسبت به جریان مکشی و افقی به ترتیب 48/1% و 61/37% بیشتر می­باشد. افت فشار در هر سه مدل هیت سینک تحت جریان افقی نسبت به مکشی و همچنین مکشی نسبت به برخوردی کم­تر می­باشد. در هیت سینک هیبریدی تحت جریان برخوردی و توان ورودی 30 وات، ناسلت با افزایش ضخامت پره­ها ابتدا افزایش پیدا کرده و سپس ثابت می­ماند. با افزایش ضخامت پره­ها از 1 به 4/3 میلی­متر، میانگین ناسلت و افت فشار به ترتیب 32/10% و 97/5%   افزایش می­یابد. همچنین با افزایش ارتفاع پره­ها، ناسلت ابتدا افزایش پیدا کرده و سپس ثابت می­ماند. با افزایش ارتفاع پره­ها از 6 به 30 میلی­متر، میانگین ناسلت و افت فشار به ترتیب به میزان 34/160% و 23/42% افزایش می­یابد. در بررسی اثر ارتفاع دریچه­های خروجی بر انتقال حرارت و افت فشار، در صورتی که حجم سیال خروجی ثابت در نظر گرفته شود، حالت­های خروجی دارای چهار دریچه، نسبت به حالت­های خروجی دارای دو دریچه با ارتفاع دو برابر حالت قبل، عمل خنک کاری بهتر صورت می­گیرد. از طرفی در صورت ثابت بودن ارتفاع دریچه­های خروجی، عملکرد خنک کاری هیت سینک در حالت تعداد دو دریچه خروجی نسبت به چهار دریچه بهتر می­باشد. با کاهش ارتفاع دریچه­های خروجی افت فشار افزایش می­یابد. در بررسی جنس مواد هیت سینک هیبریدی، دمای میانگین کف هیت سینک و مقاومت حرارتی در مدل سوم که هیت سینک و فوم فلزی هر دو از جنس مس هستند کمتر بوده و میزان ناسلت میانگین آن نسبت به مدل اول که هیت سینک و فوم فلزی هر دو از جنس آلومینیوم و مدل دوم که هیت سینک از جنس آلومینیوم و فوم فلزی از جنس مس بوده به ترتیب 36/%3 و 21/2% بیشتر می­باشد. مدل دوم که ترکیبی از دو مدل دیگر می­باشد از نظر اقتصادی نسبت به مدل تماماً مس به صرفه تر بوده و همچنین نسبت به مدل تماماً آلومینیوم 15/1% عملکرد بهتری دارد. از طرفی میزان تغییرات افت فشار در هر سه مدل یکسان می­باشد. کلیدواژه­ها: جریان برخوردی، دینامیک سیالات محاسباتی، فوم فلزی، مطالعه تجربی، هیت سینک.   

   این رساله به بررسی نقش انرژی خورشیدی در کاهش مصرف انرژی ساختمان پرداخته است، در قدم اول این پژوهش به بررسی روشنایی طبیعی ساختمان پرداخت شد و با اختصاص دادن 30 درصد بازشو به پوسته های خارجی بنا مقدار روشنایی طبیعی مطلوبی که در حد استاندارد LEED باشد برای ساختمان تامین گردید. در قدم بعدی عایق کاری جدارهای خارجی انجام گردید و مشخص شد استفاده از عایق های حرارتی می توانند نیاز ساختمان به انرژی را کاهش دهند در همین راستا پنجره های ساختمان نیز از حالت تک جداره به دو جداره تغییر کرد و با احداث دو مدل سایبان بر روی پنجره ها تلاش شد که مصرف الکتریسیته که جهت خنک سازی بنا استفاده می شد با این راهکار کاهش یابد. همچنین با استفاده از دیوار ترومب و ایجاد تهویه طبیعی در ساختمان مقداری دیگر از انرژی مصرفی در ساختمان کاهش یافت و در آخر با هوشمند سازی تجهیزات الکتریکی ساختمان، استفاده از تاسیسات سرمایی و گرمایی با راندامان بالا و جایگزین کردن آنها با سیستم ها با کارایی کمتر مقدار مصرف انرژی را کاهش داد. در نهایت با قرار دادن سلول‌های خورشیدی بر روی بام بخش زیادی از انرژی مورد نیاز ساختمان تامین و مقدار تولید کربن دی‌اکسید بنا نیز منفی شده است. در انتهای رساله اعتبارسنجی طراحی پژوهش صورت گرفت و ساختمان طراحی شده با ساختمان واقعی که هر دو در یک اقلیم و شهر قرار داشتند مقایسه شدند و نتایج نشان داد که با استفاده از راهکارهای استفاده شده در این پژوهش می توان مصرف برق ساختمان را 3 درصد افزایش و مصرف گاز را 86 درصد کاهش داد. کاهش کلی ساختمان با استفاده از راهکارهایی گفته شده 75 درصد می باشد. این رساله به بررسی نقش انرژی خورشیدی در کاهش مصرف انرژی ساختمان پرداخته است، در قدم اول این پژوهش به بررسی روشنایی طبیعی ساختمان پرداخت شد و با اختصاص دادن 30 درصد بازشو به پوسته های خارجی بنا مقدار روشنایی طبیعی مطلوبی که در حد استاندارد LEED باشد برای ساختمان تامین گردید. در قدم بعدی عایق کاری جدارهای خارجی انجام گردید و مشخص شد استفاده از عایق های حرارتی می توانند نیاز ساختمان به انرژی را کاهش دهند در همین راستا پنجره های ساختمان نیز از حالت تک جداره به دو جداره تغییر کرد و با احداث دو مدل سایبان بر روی پنجره ها تلاش شد که مصرف الکتریسیته که جهت خنک سازی بنا استفاده می شد با این راهکار کاهش یابد. همچنین با استفاده از دیوار ترومب و ایجاد تهویه طبیعی در ساختمان مقداری دیگر از انرژی مصرفی در ساختمان کاهش یافت و در آخر با هوشمند سازی تجهیزات الکتریکی ساختمان، استفاده از تاسیسات سرمایی و گرمایی با راندامان بالا و جایگزین کردن آنها با سیستم ها با کارایی کمتر مقدار مصرف انرژی را کاهش داد. در نهایت با قرار دادن سلول‌های خورشیدی بر روی بام بخش زیادی از انرژی مورد نیاز ساختمان تامین و مقدار تولید کربن دی‌اکسید بنا نیز منفی شده است. در انتهای رساله اعتبارسنجی طراحی پژوهش صورت گرفت و ساختمان طراحی شده با ساختمان واقعی که هر دو در یک اقلیم و شهر قرار داشتند مقایسه شدند و نتایج نشان داد که با استفاده از راهکارهای استفاده شده در این پژوهش می توان مصرف برق ساختمان را 3 درصد افزایش و مصرف گاز را 86 درصد کاهش داد. کاهش کلی ساختمان با استفاده از راهکارهایی گفته شده 75 درصد می باشد.

   خاک‌های تورمی جزء خاک‌های مسئله‌دار هستند که به‌طور وسیعی در سرتا سرجهان با آب‌وهوای مختلف از جمله ایران پراکنده ‌شده اند. در اینگونه از خاک‌ها تغییرات رطوبت، سبب تغییرحجم شدید و باعث آسیب و حتی خرابی سازه‌های واقع برروی آنها خواهد شد. یخبندان یکی از عوامل موثردر تغییرات رطوبت در مناطق سرد می‌باشد و امروزه شناسایی و روش تثبیت جزء مسائل مهم در مهندسی ژئوتکنیک در مناطقی سرد (یخبندان فصلی) محسوب می‌شود و همچنین در مناطق گرم خشک تغییرات رطوبت به‌علت تبخیر در مناطق گرم بررسی رفتار خاک تورمی و روش تثبیت مناسب یک امر مهمی در دنیا می‌باشد. به همین منظور هدف اصلی از تحقیق آزمایشگاهی مطالعه تاثیر چرخه انجماد وذوب و سیکل تر و خشک بر روی چرخه انجماد وذوب بر خاک تورمی و خاک تورمی تبیت شده با سه ماده آهک، پودر متا و پودر آلفام می‌باشد. و لذا برای دست یابی داده‌های این تحقیق مجموعه از کار‌های آزمایشگاهی به شرح ذیل مد نظر می‌باشد: 1- تثبیت خاک تورمی با آهک، پودر متا و پودر آلفا. 2- تاثیر چرخه انجماد و ذوب بر پتانسیل تورم و پتانسیل فشار تورم و مقاومت فشار تک محوری (ucs) روی خاک تورمی تثبیت شده. 3-تاثیر سیکل تر وخشک بر چرخه انجماد و ذوب روی خاک تورمی تثبیت‌شده.

سرمایش تجهیزات الکترونیکی یک چالش اساسی در صنعت الکترونیک است به نحوی که توسعه سیستم های الکترونیکی نوین منوط به رفع این چالش است. در یک پردازشگر Core I7 در مساحتی به اندازه 270 میلی­متر مربع بیش از 731 میلیون ترانزیستور تجمع دارند که توان حرارتی طراحی آن­ها به 140 وات می رسد. برداشت این بار حرارتی نیاز به روشهای نوین دارد. در سالهای اخیر استفاده از مواد تغییر فاز دهنده در این سیستم­ها حاکی از موثر بودن این مواد در بهبود عملکرد حرارتی سینک حرارتی ها بوده است. با توجه به کاربرد روزافزون این مواد، ضروری است رفتار حرارتی آنها در شرایط مختلف مورد بررسی قرار گیرد و شرایطی که حضور این مواد منجر به بهبود عملکرد سینکهای حرارتی می گردد، مطالعه گردد. این شرایط بستگی به هندسه و جنس اجزای سینک حرارتی و همینطور شرایط کارکردی آن می باشد.    در این پایان نامه کارایی حرارتی یک سینک حرارتی حرارتی مجهز   به ماده تغییر فاز دهنده بررسی می­شود. نوع ماده   تغییر فازدهنده و میزان کسر جرمی آن در حضور پره ها و نیز چیدمان پره ها از جمله پارامترهایی است که مورد مطالعه قرار می­گیرد. بعلاوه کارایی سینک حرارتی بسته به میزان و نوع PCM ممکن است در طول زمان عملکرد تغییر کند و از این رو لازم است این پارامتر در طول زمان نیز مطالعه شود. نتایج این مطالعه می تواند شرایطی را که حضور PCM منجر به بهبود کارایی سینک حرارتی می گردد را تعیین نماید و محدود مناسب برای استفاده از PCMها را معرفی نماید. همچنین در این مطالعه بررسی شده است که حضور دره در کدام دیواره هیت سینک موجب بهبودی عملکرد هیت سینک به لحاظ خنک کاری شده است.   

   با توجه به استفاده روزافزون از تجهیزات الکترونیکی (نظیر پردازنده‌های مرکزی) و قدرت پردازش بالا در دستگاه‌های جدید، مدیریت حرارت این تجهیزات امری ضروری است، خصوصا در پردازش داده‌هایی با حجم بالا، می‌بایست دمای پردازنده در محدوده امن دمایی 60 تا 80 درجه سلسیوس حفظ شود و این دما نباید از محدوده ناامن 90 درجه سلسیوس تجاوز کند. در این پایان‌نامه سعی شده است که دستگاهی شبیه به تجهیزات الکترونیکی متداول شبیه سازی شود. به همین منظور از یک گرمکن صفحه ای آلومینومی استفاده شده است. به منظور مدیریت حرارتی این گرمکن از ترکیب یک خنک‌کننده تجاری مبتنی بر لوله‌های حرارتی و ماده تغییرفازدهنده استفاده شده است تا گرمکن در محدوده امن دمایی (60 تا 80 درجه سلسیوس) و یا در شرایط پایین‌تر از دمای غیرامن(90 درجه سلسیوس) کار کند. در مجموع 40 آزمایش درمحدوده توانی 5 تا 70 وات انجام شده است و از موم مصنوعی زنبور عسل به عنوان ماده تغییر فازدهنده استفاده شده است. نتایج آزمایش‌ها نشان می‌دهدکه، حضور ماده تغییر فازدهنده در بخش کندانسور لوله حرارتی،گرمای سطح گرمکن را برای توان‌های پایین، دفع می‌کند و دمای سطح گرمکن را در محدوده امن دمایی حفظ می‌کند به طوری که برای توان های 5، 10، 15و20 وات به ترتیب کاهش دمای 50?، 34?، 23? و 6? را به همراه دارد. همچنین برای توان‌های بالا، تاخیر زمانی 100 تا 127 دقیقه ای، در رسیدن به دمای امن و غیرامن ایجاد می‌کند. به دلیل عدم استفاده از سامانه اجباری خنک‌سازی، هیچ‌گونه انرژی الکتریکی مصرف نمی‌شود و نویزی نیز تولید نمی‌شود. حضور ماده تغییر فازدهنده در بخش کندانسور سبب می‌شود دمای سایر المان‌های مجاور پردازنده در محدوده30 درجه سلسیوس باقی بماند که افزایش عمر کاری آن‌ها را به دنبال دارد. از این سامانه خنک کننده می‌توان برای قطعات الکترونیکی با توان مصرفی   5 تا 35 وات استفاده شود و دمای قطعه در محدوده امن حفظ شود. کلیدواژه‌ها: قطعات الکترونیک، پردازنده مرکزی، لوله حرارتی، پره، ماده تغییر فازدهنده

   استفاده از مقاطع توخالی در اعضای باربر سازه، مزیت کاهش وزن مخصوص را دارند؛ که به سبب وزن کمتر، عملکرد بهتری را در مقابله با زلزله از خود نشان می­دهند. الیاف موادی ایده­آل برای استفاده در بتن و ملات­ها می­باشند و استفاده از الیاف در بتن سبب افزایش مقاومت در برابر آتش، سختی، افزایش مقاومت فشاری، خمشی و کششی و دوام می­شود.پوشش­های FRP سبب افزایش ظرفیت باربری ستونها می­شوند؛ و در سازه­های فرسوده واقع در مناطق لرزه­ای، به منظور بهبود شکل­پذیری و به تعویق انداختن شکست ناگهانی، کاربرد دارند. در این پایان­نامه به بررسی و مقایسه مقاومت شعاعی و مقاومت در برابر حرارت بالا نمونه­های استوانه­ای توخالی بتنی پرداخته می­شود؛ بدین صورت که نمونه های بتنی، بتن الیافی و بتن با پوشش FRP به صورت استوانه­ای توخالی جدار نازک ساخته خواهد شد و سپس مقاومت شعاعی و مقاومت در برابر حرارت بالا نمونه ها اندازه­گیری و با یکدیگر مقایسه می­شوند.

  جداسازی جریانهای گاز- جامد در بسیاری از صنایع یک فرایند مهم به شمار میرود. جداسازهای سیکلونی متداولترین وسایل برای جدا کردن ذرات جامد از جریانهای گازی هستند که این امر بیانگر اهمیت مطالعه و پژوهش در جهت افزایش بازده و کاهش انرژی مصرفی در آنها از طریق کاهش افت فشار است. در همین راستا، پژوهش حاضر با هدف افزایش راندمان جداسازی یک سیکلون گازی استاندارد، از یک ورودی اضافی برای ورود جریان به سیکلون استفاده میکند. به منظور یافتن ارتفاع بهینه، این ورودی اضافی در چهار ارتفاع مختلف در امتداد طول سیکلون شامل ارتفاعهای D95/0، D 4/1، D 5/1 و D 95/1 (D قطر بخش استوانهای سیکلون است) اضافه گردید و نتایج حاصل برای دو حالت آرایش جریان ورودی به دست آمد: افزایش جریان ورودی و تقسیم جریان ورودی. در حالت افزایش جریان ورودی، علاوه بر مقدار هوای آلودهای که از طریق ورودی اصلی به سیکلون وارد میشد (معادل با جریان تغذیه در سیکلون فاقد ورودی اضافی)، یک دبی هوای اضافی (20 درصد دبی ورودی اصلی) نیز از ورودی اضافی تزریق گردید. به عبارتی مجموع دبی هوای آلودهی ورودی به سیکلون 20درصد بیشتر از نرخ جریان ورودی به سیکلون فاقد ورودی اضافی بود. در حالت تقسیم جریان، بخشی از جریان تغذیه (33/83 درصد) از ورودی اصلی و بخشی از آن (67/16درصد) از ورودی اضافی تزریق شد بنابراین مجموع دبی هوای آلوده ورودی به سیکلون، با جریان تغذیهی ورودی به سیکلون فاقد ورودی اضافی برابر بود. از مدل آشفتگی تنش رینولدز برای حل معادلات میانگینگیری شدهی ناویر- استوکس و از رویکرد اویلر- لاگرانژ و مدل فاز گسسته برای تعقیب ذراتی با قطر یکنواخت از 1/0 تا 8/1 میکرون به عنوان فاز گسسته استفاده شد. نتایج نشان داد که در هر دو حالت آرایش جریان ورودی، قرارگیری ورودی اضافی در ارتفاع D 95/0 بیشترین تاثیر مثبت را بر راندمان جداسازی ذرات دارد به طوری که در حالت افزایش جریان، راندمان جداسازی تا 8/28 درصد و در حالت تقسیم جریان تا 6/19 درصد برای ذراتی با قطر 5/0 میکرون، نسبت به سیکلون فاقد ورودی اضافی افزایش یافت. همچنین میزان افزایش راندمان نسبت به سیکلون فاقد ورودی اضافی، در همهی موارد برای ذرات کوچکتر از یک میکرون، بیشتر از ذرات بزرگتر بود.

     افزایشانتقال حرارت همواره یکی از موضوع­های موردعلاقه پژوهشگران بوده است و پدیده جریاندوفازی جوشش در کانال‌های عمودی به دلیل بالا بودن ضریب انتقال حرارت و استفاده دررآکتورهای هسته­ای از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. در این رآکتورها در صورت دفعنامناسب حرارت و افزایش دمای دیوار، قلب رآکتور دچار حادثه شده و اصطلاحاً شارحرارتی بحرانی یا در نوع جریان مادون سرد جوشش انحراف از جوشش هسته­ای رخ داده کهتلاش­ به منظور پیش­بینی و بهبود آن به منظور جلوگیری از آسیب­های ناشی از رخ دادناین پدیده بسیار ضروری به نظر می­رسد. در پایان نامه حاضر جریان جوشش مادون سرد آبو فروسیال (نانوسیال مغناطیسی) در یک لوله­ی عمودی به طول 2 متر و قطر 15.4 میلی­متر،تحت شار حرارتی ثابت روی دیوار به صورت دائم، در حالت دو بعدی با استفاده از نرمافزار Ansys Fluent به صورت عددی موردبررسی قرار گرفته است. برای شبیه­سازی مدل جریان دو فازی از مدل اویلرین، برای مدل­سازیفرآیند جوشش روی دیوار از مدل RPIو برای مدل­سازی آشفتگی از مدل SST k-?

جابه جایی دریچه ها برای آسایش داخلی ساختمان 

چکیده این پژوهش به بررسی عددی تاثیر امولسیون حاوی مواد تغییر فاز دهنده میکروکپسول شده بر روی انتقال حرارت جا بجایی در جریان آشفته، درون یک لوله افقی با شرط مرزی شار حرارتی ثابت می پردازد. برای این منظور، امولسیونی بر پایه آب حاوی غلظت های مختلف میکروکپسول با هسته میریستیک اسید به عنوان ماده تغییر فاز دهنده بررسی شد. همچنین تاثیر غلظت میکروکپسول ها بر روی عدد ناسلت ، ضریب هدایت حرارتی، ضریب اصطکاک و دمای لوله مورد مطالعه قرار گرفت. برای انجام تحقیقات، مسئله شامل لوله و شار ثابت و امولسیون تغییر فاز دهنده در نرم افزار کامسول شبیه سازی شد . نتایج نشان داد که افزودن میکروکپسول های تغییر فاز دهنده به آب منجر به افزایش عدد ناسلت، ویسکوزیته و انتقال حرارت جابجایی در تمامی رینولدزها می شود . همچنین مشخص شد با افزایش کسر حجمی این افزایش همچنان ادامه دارد اما ضریب اصطکاک هم افزایش می یابد که منجر به ایجاد اختلاف فشار می شود . در این پژوهش علاوه بر موارد گفته شده مقدار ضخامت میکروکپسول ها نیز مورد بررسی قرار گرفت که مشخص شد با کاهش این ضخامت با بیشتر شدن حجم ماده تغییر فاز دهنده، میزان اثرگذاری امولسیون بر انتقال حرارت هم افزایش می یابد .   

  چکیده:در سرتاسر جهان حدود 30% انتشار گازهای گلخانه‌ای و حدود 40% مصرف انرژی مربوط به بخش ساختمان است. بنابراین بهبود عملکرد ساختمان می‌تواند نقشی حیاتی در مقابله با تغییرات آب‌وهوا و از بین‌رفتن منابع داشته‌باشد. روش‌های بهینه‌سازی پس از حذف متغیرهای کم‌اهمیت با استفاده از تحلیل حساسیت فراگیر و در نتیجه کاهش فضای جستجو، می‌توانند در رساندن مصرف انرژی ساختمان به مقدار بهینه، موثرتر باشند. در این پایان‌نامه، ابتدا به منظور شناسایی متغیرهای ورودی که تاثیر زیادی بر مصرف سالانه انرژی یک ساختمان اداری موجود و آسایش حرارتی ساکنان آن دارند، دو روش تحلیل حساسیت به نام‌های یک عامل در زمان (OFAT) و تحلیل واریانس (ANOVA) بر خروجی‌های یک مدل اعتبارسنجی‌شده از ساختمان اداری مورد مطالعه اعمال شده‌اند تا به مهندسان و مدیران انرژی ساختمان کمک شود که بهترین تصمیم را در مورد شگردهای اصلاحی اتخاذ نمایند. این متغیرهای خروجی عبارتند از: مصرف سالانه برق و گاز و نیز متوسط قدرمطلق PMV (نظر متوسط پیش‌بینی شده). متغیرهایی به عنوان ورودی انتخاب شدند که به راحتی برای ساختمان مورد مطالعه قابل تغییر هستند، که عبارتند از: دمای تنظیم‌شده برای گرمایش و سرمایش، نرخ‌های نفوذ و تهویه هوا، دمای آب ورودی به فن‌کویل برای گرمایش و سرمایش و ضریب کلی انتقال حرارت دیوارهای خارجی. سپس با استفاده از بهینه‌سازی مبتنی بر شبیه‌سازی ساختمان، سعی شده‌است در حالی که آسایش حرارتی در محدوده قابل قبول حفظ شود، نیاز انرژی ساختمان کاهش یابد. با توجه به این که این مهم، نیازمند اتصال مستقیم الگوریتم بهینه‌سازی با یک مدل شبیه‌سازی است، هزینه محاسباتی آن بسیار زیاد خواهد بود. به منظور غلبه بر این مشکل، این پایان‌نامه یک روش بهینه‌سازی که مبتنی بر ترکیبی از مدل‌های رگرسیونی با یک الگوریتم بهینه‌سازی تکاملی چندهدفه (NSGA-II) است را توصیف می‌کند که برای ساختمان تحت مطالعه به‌کار رفته‌است. نتایج بهینه‌سازی نشان می‌دهند که روش به‌کار رفته، ضمن آنکه آسایش حرارتی ساکنان را در محدوده قابل قبول نگه می‌دارد، می‌تواند مصرف سالانه برق و گاز ساختمان را به ترتیب تا 88% و 39% کاهش دهد.  کلمات کلیدی: مصرف انرژی ساختمان؛ آسایش حرارتی ساکنان؛ تحلیل حساسیت؛ یک عامل در زمان (OFAT)؛ تحلیل واریانس (ANOVA)؛ مدل جایگزین رگرسیونی؛ بهینه‌سازی چندهدفه (NSGA-II)

   در این پژوهش با استفاده از روش های عددی تاثیر نسبت ابعادی‌ و شیب کلکتور در آبگرمکن­های خورشیدی لوله خلاء با ساختار اصلاح شده بررسی شده است. در این تحلیل برای مدل کردن تابش   متغیر روی لوله­ها از شبیه ساز خورشیدی که به صورت پیش فرض در نرم افزار کامسول وجود دارد استفاده شده است. ضمناً مدل تابشی نیزروش P-1 فرض شده و تابش برای مختصات جغرافیایی دانشگاه رازی مدل گردیده است. پس از توسعه­ی یک مدل عددی که سازگاری آن با داده­های تجربی راستی آزمایی شده است، پارامترهای مختلفی از قبیل قطر لوله جاذب، قطر لوله بای­پس، شیب کلکتور، حجم مخزن ذخیره و طول لوله­ی خلاء بررسی شده است. نتایج این پژوهش نشان می­دهد که با افزایش شیب کلکتور از 15 تا 60 درجه عملکرد حرارتی آبگرمکن بهبود یافته و دمای متوسط آب درون آبگرمکن در شرایط محیطی یکسان حدود 4 درجه سلسیوس بیشتر افزایش می­یابد که این میزان افزایش دما برای یک آبگرمکن به ظرفیت 12 لیتر معادل جذب 200 کیلوژول انرژی بیشتر می­باشد. از دیگر نتایج این تحلیل که با بررسی 4 قطر مختلف بای­پس حاصل شده است، عدم تاثیر قطر لوله­ی بای پس بر میزان جذب انرژی لوله خلاء می­باشد. آنگونه که نتایج این پژوهش نشان می­دهد، وجود لوله بازگشتی موجب بهبود عملکرد حرارتی آبگرمکن با ساختار اصلاح شده در مقایسه با آبگرمکن معمولی می­گردد اما افزایش قطر لوله بازگشتی تاثیر چندانی بر بهبود عملکرد این کلکتورها ندارد یا به تعبیری قطر لوله بازگشتی از پارامترهای کلیدی در تعیین راندمان کلکتورهای لوله خلاء با ساختار اصلاح شده نمی­باشد. علاوه بر موارد فوق تاثیر نسبت ابعادی لوله نیز بررسی گردیده است و همانگونه که در نتایج آمده است، با افزایش قطر و یا طول لوله جاذب راندمان افزایش می­یابد. در ضمن با بررسی سه حالت مختلف از حجم مخزن به سطح جاذب، نشان داده شده است که با تغییر نسبت حجم مخزن به سطح جذب از 44 تا 35 راندمان به شکل محسوسی کاهش می­یابد به نحوی که در میانه­های روز راندمان از 75% تا 55% کاهش می­یابد.

در این پایان‌نامه به بررسی عددی و تجربی انتقال حرارت جابجایی آزاد در سینک‌های فوم فلزی تحت زاویه‌های شیب مختلف پرداخته شده است. فوم‌های فلزی دسته‌ای از مواد متخلخل هستند که در سالهای اخیر در طیف وسیعی از تجهیزات انتقال حرارت به‌کار رفته‌اند. این استقبال ناشی از خواص ترموفیزیکی مناسب شامل نسبت سطح به حجم زیاد و ضریب هدایت حرارتی موثر بالای آنهاست. به دلیل آنکه تخلخل آنها بالاست (بیش از 9/0) خیلی سبک وزن هستند. در این مطالعه، فوم به‌کار رفته مکعبی با ابعاد mm3 10×40×40 از جنس آلومینیوم با تخلخل 92/0 و چگالی منفذ   i10 می‌باشد. آزمایش برای زاویه‌های شیب سینک حرارتی 0‌، 30، 60، 90، و توان‌های ورودی 4، 8، 12 و 16 وات انجام گرفته است. تحلیل عددی مساله توسط روش المان محدود و با نرم افزار تجاری Comsol Multiphysics5.2 انجام شده است. انتقال حرارت و جریان سیال در فوم فلزی بر اساس تئوری حجم متوسط با درنظر گرفتن شرط عدم تعادل حرارتی برای معادله انرژی‌، ‌در مقیاس ماکرو بیان شده است. در کار حاضر تاثیر زاویه شیب سینک حرارتی، دمای پایه و پارامتر‌های هندسی فوم مانند تخلخل، چگالی منفذ، ارتفاع فوم بر عملکرد حرارتی فوم فلزی در انتقال حرارت جابجایی آزاد بررسی شده است. نتایج آزمایش‌ها نشان داد، عملکرد حرارتی سینک حرارتی فوم فلزی با افزایش شار حرارتی کاهش می‌یابد. برای توان ورودی 16 وات، بیشترین مقدار عدد نوسلت متوسط در زاویه شیب 60 درجه (75/25) می‌باشد. مقایسه عملکرد حرارتی حالت افقی و عمودی سینک ها نشان می‌دهد که حالت افقی دارای عملکرد بهتری است. نتایج تحلیل عددی نشان می‌دهد که بیشترین عدد نوسلت متوسط برای تمام نمونه‌های فوم فلزی در حالت افقی است. از بررسی پارامترهای هندسی فوم می‌توان نتیجه گرفت که با افزایش تخلخل، عدد نوسلت متوسط سینک حرارتی کاهش یافته و کاهش چگالی منفذ باعث افزایش عدد نوسلت متوسط شده است. بررسی‌ها نشان می‌دهد که در یک تخلخل ثابت، نمونه با چگالی منفذ ppi10 و ppi20 اختلاف زیادی با یکدیگر ندارند، اما نمونه با چگالی منفذ ppi 5 دارای عملکرد بهتری می‌باشد. از مقایسه عدد نوسلت حالت‌های افقی (94/30) و حالت عمودی (29/25) برای نمونه با تخلخل 92/0 و چگالی منفذ ppi 5 می‌توان نتیجه گرفت که عدد نوسلت متوسط درحالت افقی 34/22% بیشتر است. از دیگر بررسی‌‌های انجام شده مقایسه عدد نوسلت سینک حرارتی فوم فلزی با تخلخل 92/0 و چگالی منفذ ppi 10 با یک صفحه تخت بدون فوم در حالت افقی برای دما سطح

  ایروسل‏ ها ذرات جامد یا قطرات مایع بسیار کوچک معلق در یک فاز گازی هستند. بررسی فرگشت (تحول) ایروسل‏ ها و فرآیندهای تشکیل‏ دهنده‏ ی آن مانند لختگی، زدایش، چگالش و حضور چشمه بسیار حائز اهمیت است. به ‏ویژه در مباحثی مانند آلودگی محفظه‏ ی رآکتورهای هسته‏ ای و اثرات زیست‏ محیطی آن، این مطالعه ضروری‏ تر به نظر می‏ رسد. از طرفی حل تحلیلی معادلات حاکم بر فرگشت ایروسل به جز در مواردی محدود، امکان‏ پذیر نیست. در این پژوهش با به‏ کارگیری اصول کلی شبیه‏ سازی مستقیم مونت‏ کارلو، یک کد عددی برای شبیه ‏سازی فرآیندهای لختگی و زدایش ایروسل‏ های چندجزئی با چگالی‏ های متفاوت نوشته‏ شده‏ است. در فرآیند لختگی مکانیزم‏ های موثر شامل حرکات براونی و گرانشی، و در فرآیند زدایش مکانیزم‏ های انتشار و گرانش در نظر گرفته شده ‏اند. به منظور اعتبارسنجی مدل‏ سازی ذره ‏ای مورد استفاده و همچنین کد عددی نوشته شده، حل DSMC فرگشت ایروسل تحت مکانیزم‌های لختگی و زدایش با روش قطعه ای مقایسه شده است. روش قطعه‌ای، روش متداول در تحلیل فرگشت ایروسل‌ها می‌باشد. این مقایسه نشان داد نتایج حل DSMC   انطباق مناسبی با روش قطعه‌ای دارد. در ادامه، اثر افزودن ذرات آب بر فرگشت ایروسل هسته‌ای حاوی دی‏ اکسید اورانیوم بررسی شده است. ذرات دی‏ اکسید اورانیوم با توزیع قطری 0/01 تا 0/04 میکرومتر درون محفظه‌ای مکعبی به ضلع یک متر در نظر گرفته می‏ شوند. سپس با افزودن ذرات آب در یک قطر مشخص، تغییرات توزیع جرم، میزان زدایش و لختگی ذرات معلق بررسی شده اند. به این منظور از ذرات آب به قطر 0/012 تا 0/551 میکرومتر استفاده شده است. تحلیل نتایج حاصل نشان می‌دهد با افزایش قطر ذرات آب اضافه شده، میزان زدایش ذرات معلق کاهش می‏ یابد؛ به طوری که میزان زدایش، با افزودن ذرات آب با قطر میانگین 0/55 میکرومتر موجب معلق ماندن بخش عمده‌ی جرم دی‏ اکسید اورانیوم می‌شود. از طرفی به علت لختگی ذرات کوچک ‏تر در طول زمان، ذرات معلق باقی مانده دارای ابعاد به مراتب بزرگ‏ تری (به طور متوسط 70 برابر ابعاد اولیه) هستند. از این ویژگی‏ ها می‏توان به منظور انتقال ایروسل با حداقل نشست، کنترل زمان زدایش ذرات و همچنین استفاده از فیلتر با روزنه‏ های بزرگ‏ تر و مزایای حاصل از آن در تهویه (محدودیت کمتر جریان)، بهره گرفت. در بخش آخر، بررسی دقیق ‏تری روی فرآیند زدایش صورت گرفته و از رابطه ‏ای تخمینی برای بهبود دقت این فرآیند استفاده شده است. نتایج این روش (DSMC با نرخ زدایش اصلاح‏ شده) با نتایج DSMC رایج تفاوت بسیاری دارد و به واقعیت نزدیک‏تر است. یکی دیگر از نقاط ضعف DSMC رایج، مدل‌سازی زدایش انتشاری با استفاده از نرخ‏ های تخمینی زدایش است. این نحوه‏ ی مدل‌سازی از ویژگی ممتاز روش DCMC، یعنی دنبال کردن تک‌تک ذرات، بهره نمی‌گیرد. بنابراین با هدف بالا بردن دقت و عدم وابستگی به نرخ‏ های تخمینی در زدایش انتشاری، پیشنهادی مبتنی بر استفاده از حرکت و موقعیت ذرات در محاسبه‏ ی این نوع زدایش ارائه شده است. مقایسه‏ ی نتایج روش اخیر با DSMC رایج و DSMC با نرخ زدایش اصلاح ‏شده، حاکی از نزدیکی نتایج آن با نتایج حاصل از DSMC با نرخ زدایش اصلاح شده می‏ باشد.

بخش عمده­ای از مصرف انرژی و انتشار گاز­های گلخانه­ای به ساختمان­ها مربوط می­شود. گرمایش آب مورد نیاز ساختمان­ها مقدار قابل ملاحظه­ای انرژی مصرف می­کند. در نتیجه استفاده از آبگرمکن­های خورشیدی می­تواند نقش مهمی، هم در ذخیره سوخت­های فسیلی و هم در کاهش آلودگی هوا و انتشار گاز­های گلخانه­ای داشته باشد. عوامل بسیاری بر عملکرد حرارتی و اقتصادی سیستم­های آبگرمکن خورشیدی تاثیر گذارند. در این پایان­نامه سیستم آبگرمکن خورشیدی گردش اجباری با کلکتور­های صفحه تخت و نیز لوله خلا شبیه­سازی شده است. با توجه به اینکه عملکرد سیستم­های خورشیدی ذاتا به صورت دینامیکی و متغیر با زمان می­باشد، شبیه­سازی به روش دینامیکی انجام شده است. هدف اصلی این پایان­نامه بررسی تاثیر الگوی مصرف آب گرم بر کارایی حرارتی و اقتصادی آبگرمکن­های خورشیدی می­باشد. ضمن آن که با به­کارگیری الگوهای مختلف مصرف آب گرم، مقادیر مناسب دبی جریان سیال گذرنده از کلکتور­ها و حجم مخزن ذخیره آب گرم، بر مبنای دستیابی به بیشترین کارایی حرارتی سیستم تعیین شده­اند. همچنین سطح مناسب کلکتور­ها برای دستیابی به بیشترین کارایی اقتصادی سیستم تعیین شده­است. نتایج نشان می­دهد که با انتخاب نوعی از الگوی مصرف که تقریبا متشابه تغییرات ساعتی تابش خورشیدی باشد، سیستم درنسبت حجم مخزن به سطح کلکتورکمتری درمقایسه با دیگر الگو­های مصرف، به بیشترین کسر خورشیدی سالانه می­رسد. همچنین مطابق نتایج، الگوی مصرف آب گرم می­تواند بر میزان سود­دهی سالانه و دوره بازگشت سرمایه سیستم تاثیر قابل توجهی داشته باشد. در الگو­هایی که مقدار زیادی از مصرف آب گرم را به ساعات 6 تا10 صبح اختصاص می­دهند؛ به دلیل کم بودن تابش خورشید در این ساعات و همچنین تلفات حرارتی مخزن در طول شب، انرژی کمکی مورد نیاز در این ساعات افزایش می­یابد و این باعث افزایش هزینه ناشی از تامین انرژی سیستم جبرانی و افزایش دوره بازگشت سرمایه سیستم خورشیدی می­شود. تغییر الگوی مصرف آب گرم در سیستم با کلکتور­های صفحه تخت در مقایسه با سیستم با کلکتور­های لوله خلا، می­تواند سوددهی سالانه را به مقدار بیشتری افزایش دهد.

  پیش گرمکن بازیاب دوار هوا یکی از تجهیزات اصلی جهت بازیابی انرژی در نیروگاه های بخار می‏باشد. در تحقیق حاضر به مطالعه پیش‏گرمکن هوا (ژانگستروم) در نیروگاه بیستون کرمانشاه با هدف بهینه سازی عملکرد حرارتی آن پرداخته شده است. بدین منظور به کمک دینامیک سیالات محاسباتی، شبیه‏سازی سه بعدی پیش‏گرمکن دوار هوا برای حل معادلات پیوستگی، اندازه حرکت و انرژی در محیط متخلخل و در مختصات مرجع متحرک انجام شده است. با توجه به ساختار صفحات ماتریس ژانگستروم، استفاده از فرض محیط متخلخل مورد قبول می‏باشد. نتایج بدست آمده در تحقیق حاضر با داده‏های واقعی نیروگاه تطابق قابل قبولی دارد. در این تحقیق تاثیر سرعت چرخشی بر کارایی پیش گرمکن هوا در بارها و دبی های جرمی مختلف برای حالت‏های بدون نشتی و با نشتی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاکی از آن است که تغییر سرعت چرخشی برکارایی ژانگستروم در محدوده ی 0.5 تا 4 دور بر دقیقه موثر بوده و افزایش بیشتر سرعت، تاثیر محسوسی بر کارایی نخواهد داشت. همچنین مطالعه حاضر نشان داد مقدار نشتی تاثیر قابل ملاحظه ای در کاهش کارایی مبدل در تمام بارها و سرعت های چرخشی دارد. در ادامه به بررسی سرعت چرخشی بهینه در بارها و دبی‏های جرمی مختلف هوا و دود پرداخته شده است. بدین منظور دو حالت بدون نشتی و با نشتی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان داد در حالت بدون نشتی به ازای بارهای مختلف نیروگاه، کارایی تغییرات چندانی نداشته و تنها با افزایش سرعت چرخشی، کارایی افزایش می یابد. از سوی دیگر در حالت با نشتی، بیشترین مقدار کارایی مبدل مربوط به بار نامی 320 مگاوات است. یکی از عوامل مهم و محدود کننده در افزایش سرعت چرخشی، دمای نقطه شبنم تشکیل اسید می‏باشد؛ لذا در تحقیق حاضر با بررسی این شاخص سرعت های چرخشی بهینه در بارهای مختلف استخراج گردیده است. در ادامه به بررسی اثر جنس صفحات ماتریس بر انتقال حرارت در ژانگستروم پرداخته شده است. نتایج نشان داد بهترین عملکرد حرارتی در هر دو حالت بدون نشتی و با نشتی مربوط به فولاد ضد زنگ با کمترین مقدار نفوذ حرارتی بوده، و مس با توجه به نفوذ حرارتی بیشتر، پائین ترین بازده حرارتی را به خود اختصاص داده است.

بررسی کارایی حرارتی مبدل صفحه ایی با استفاده از نانو سیال

در این رساله، شبیه سازی عددی اختلاط سیالات غیرنیوتونی در جریان تحت اثر میدان الکتریکی (جریان الکترواسموتیک) صورت گرفته است. این مساله به عنوان فرآیندی پرتکرار در تکنولوژی پیشرفته و در حال گسترش "آزمایشگاه روی تراشه" (LOC) از اهمیت بالایی برخوردار بوده و دارای کاربردهای فراوانی در زمینه‏ها‏ی پزشکی و بیوشیمی می‏باشد. یکی از هدف‏های مهم در این زمینه طراحی ریزمخلوط‏گرهای با کارایی بالا می‏باشد به گونه‏ای که بتوان با صرف کمترین زمان و انرژی به اختلاط دلخواه دسترسی پیدا کرد. در این مطالعه اثر پارامترهای موثر بر اختلاط، در یک جریان ترکیبی الکترواسموتیک- فشار محرک و در حضور موانع فیزیکی و ناهمگنی در زتاپتانسیل مورد مطالعه قرار گرفته است. شبیه‏سازی‏ها برای هندسه‏ی دوبعدی و با به‏کارگیری روش المان محدود با استفاده از نرم افزار تجاری COMSOL Multiphysics 5.2a صورت گرفته است. برای مدل‏سازی لایه‏ی الکتریکی دوگانه و توزیع یون‏ها از معادلات ارنست- پلانک استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان می‏دهد که عوامل مختلفی مانند رفتار دیلاتنتی سیال، گرادیان فشار معکوس، ناهمگنی زتاپتانسیل و ارتفاع موانع می‏توانند بر عملکرد اختلاط اثر مثبت داشته باشند. همچنین مشخص شد که افزایش طول موانع بر عملکرد اختلاط اثر اندکی دارد در حالی که مکان قرار گیری موانع در طول کانال تقریباً بر کیفیت اختلاط بی‏تاثیر است. همچنین معلوم شد که اثر آرایش تکه‏های ناهمگنی به اندازه‏ی زتاپتانسیل روی تکه‏های ناهمگن وابسته است. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که از میان پارامترهای موثر بر اختلاط، بهترین گزینه افزایش دادن اندازه‏ی زتاپتانسیل تکه‏های ناهمگن است، چرا که دبی عبوری از ریزمخلوط‏گر کاهش پیدا نمی‏کند و تقریباً ثابت است. این موضوع یک مزیت و ویژگی کلیدی به شمار می‏رود، چون هرگونه کاهش در دبی عبوری نامطلوب بوده و عملکرد ریزمخلوط‏گر را دچار اشکال می‏کند.

به علت افزایش نیاز صنعت به انرژی از یک سو و افزایش روز افزون قیمت سوخت و محدود بودن منابع انرژی از سوی دیگر، اهمیت بهینه سازی مصرف انرژی و جلوگیری از اتلاف آن در صنایع، بیش از پیش به چشم می­خورد. روش اگزرژی یک ابزار قوی و کارآمد برای تحلیل سیستم انرژی فرآیندهای صنعتی می­باشد. هدف از تحلیل اگزرژی، تعیین محل اتلاف اگزرژی و مقدار آن در یک فرآیند است. در پژوهش حاضر، تحلیل انرژی و اگزرژی واحد شیرین سازی آمین پالایشگاه گاز ایلام انجام شده است. از آنجا که تغیر دمای محیط نقشی اساسی در   میزان اتلاف و بازدهی اگزرژی اجزاء دارد لذا در این پژوهش تغییرات این پارامترها با تغییر دمای محیط از 10 تا 40 درجه سلسیوس بررسی شده است. بر اساس تحلیل انرژی، بیشترین تلفات انرژی در کولرهای هوایی رخ می­دهد و هر دو کولر هوایی موجود در این واحد در مجموع حدود 87 درصد از اتلاف انرژی را تشکیل می­دهند. در این پژوهش اجزای با بیشترین و کمترین میزان اتلاف اگزرژی مشخص شده­اند. نتایج به دست آمده از تحلیل اگزرژی نشان می­دهد که کولر هوایی 1 در دمای 10 درجه سلسیوس و فیلتر 1 در دمای 10 درجه سلسیوس به ترتیب دارای کمترین و بیشترین بازدهی اگزرژی هستند. در تمامی دماها، بیشترین تلفات اگزرژی در برج احیای آمین و کمترین تلفات در فیلتر 3 اتفاق می­افتد. با افزایش دمای محیط، بیشترین میزان تغییر بازدهی اگزرژی در کولرهای هوایی رخ می­دهد.

  اثر پیزوفن برکارایی یخچال ترموالکتریکترموالکتریک‌ها وسایلی هستند که با اعمال گرادیان دمایی به دو طرف آن الکتریسیته تولید می‌کنند (اثر مستقیم) و برعکس، می‌توان با اعمال جریان الکتریکی گرادیان دمایی در دو طرف ترموالکتریک ایجاد نمود (اثر معکوس). این وسایل از دو نوع نیمه‌هادی (نوع n و p) ساخته می‌شوند که ازنظر الکتریکی سری و ازلحاظ گرمایی موازی هستند. با اعمال یک جریان الکتریکی بر المان‌های ترموالکتریک، گرما از یک انتها به انتهای دیگر منتقل می‌گردد. بنابراین یک انتهای ترموالکتریک گرما را جذب و طرف دیگر گرما را دفع می‌کند. هدف از این تحقیق بررسی اثر شرایط مرزی ناشی از پیزوفن بر روی کارایی یخچال‌های ترموالکتریک می‌باشد. پیزوفن‌ها تیرها، دیسک‌ها یا صفحات مرتعشی هستند که حرکت ارتعاشی آن‌ها از خاصیت عملگری یک ماده پیزوالکتریک ناشی می‌شود. این فن‌ها معمولاً از یک تیغه‌ی انعطاف‌پذیر که المان پیزو الکتریک آن را در بر گرفته است تشکیل می‌شوند. اگر یک سیگنال ورودی متناوب به المان پیزوالکتریک اعمال شود تیر شروع به نوسان کرده و در محیط پیرامونی جریان ایجاد می‌کند. از جریان ایجادشده می‌توان در جهت بهبود انتقال حرارت استفاده نمود. نتایج عددی حاصل از این تحقیق نشان می‌دهد، حداکثر ضریب انتقال حرارت جابه‌جایی در فاصله‌ی 1.5 میلی‌متری نوک فن از یک دیواره با شار حرارتی ثابت 650 وات بر مترمربع برابر 73.55 وات بر مترمربع کلوین می‌باشد. نوع شرایط مرزی حاکم بر المان‌های یخچال ترموالکتریک بر میزان کارایی آن اثرگذار است و با تغییر آن می‌توان به کاهش دمای انتهای عایق تا 73.66 کلوین نسبت به دمای محیط دست یافت. نتایج نشان می‌دهد که استفاده از یک سیستم خنک‌کننده شامل هیت‌سینک و پیزوفن بر روی انتهای گرم یخچال ترموالکتریک نیازهای حرارتی یخچال را برآورده می‌کند. بسته به نوع هیت‌سینک و آرایش پیزوفن، عملکرد یخچال متفاوت خواهد بود. به‌عنوان‌مثال، سیستم خنک‌کننده شامل یک هیت‌سینک با پره‌های سوزنی و آرایش عمودی دو پیزوفن، بازه جریان الکتریکی موثر یخچال ترموالکتریک را حدود 6.5 درصد افزایش داده و در شار سرمایشی 20000 وات بر مترمربع، حداکثر کاهش دما را حدود 8.4 درصد افزایش می‌دهد.

  فناوری فتوو‌لتاییک یکی از پر‌کاربردترین روش‌های تبدیل تابش خورشیدی به انرژی الکتریکی است که مستقیماَ اشعه‌ی خورشیدی را به الکتریسیته تبدیل می‌کند. فرایند تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی با افزایش دمای سطح سلّول خورشیدی همراه است که موجب اتلاف انرژی و کاهش توان الکتریکی سلّول خورشیدی می‌گردد. همچنین در طول روز از پنل های خورشیدی غیر متحرک توان ثابتی ندارند که با افزایش زاویه‌ی تابش خورشید میزان الکتریسیته‌ی تولیدی به وسیله‌ی سلّول خورشیدی کاهش می‌یابد. از این‌رو اگر اتلاف ناشی از تغییر زاویه‌ی تابش خورشید از بین برود افزایش چشمگیری در میزان بازدهی پنل های خورشیدی خواهیم داشت و از طرفی کاهش دمای سطح سلّول خورشیدی موجب افزایش مضاعف توان الکتریکی تولید شده به وسیله‌ی سلّول خورشیدی می‌گردد. بنابراین منطقی است که به دنبال ابداع روشی جدید و مقرون به صرفه برای تلفیق این دو اثر یعنی بهینه سازی زاویه‌ی تابش و خنک‌سازی سطح سل خورشیدی باشیم و به‌دنبال آن روش ابداعی را به طور علمی طراحی و عملی نماییم.در این تحقیق دو سیستم متفاوت به طور موفقیت آمیزی طراحی شده‌اند. ابتدا سیستم ردیاب خورشید جهت دنبال کردن حرکت خورشید و سپس سیستم ردیاب باد جهت پیدا کردن جهت جریان هوا در اطراف سلّول فتوولتائیک طراحی و ساخته شده اند و از تلفیق این دو سیستم یک سیستم هیبریدی خورشید ـ باد با کارایی موثر و اقتصادی حاصل میشود که علاوه بر افزایش توان الکتریکی مزیت افزایش طول عمر پنل فتو ولتاییک را در پی دارد. نتایج حاکی از آن بود که در طول روز سامانه‌ی فتوولتائیک تلفیق باد و خورشید افزایش بازدهی روزانه‌ی  49.83 % را نسبت به سامانه‌ی فتوولتائیک ثابت در بر داشت و سامانه‌ی فتوولتائیک تلفیق خورشید و باد افزایش بازدهی    7.4  % را نسبت به سامانه‌ی دنبال کننده‌ی خورشید در پی داشت.  

در طول سال­های اخیر، مطالعه بر روی سیستم­های میکروالکترومکانیکی نشان داده است که فرصت­های قابل توجهی برای میکروسنسورهای مبتنی بر مکانیزم­هایی از قبیل پیزوالکتریک­ها وجود دارد. هدف از سیستم­های میکروالکترومکانیکی، کوچک­سازی، تعدد، تولید و یکپارچه­سازی سیستم­های میکروالکترونیک می­باشد. سیستم­های میکروالکترومکانیکی امروزه کاربردهای زیادی در خودروها، صنایع نظامی، پزشکی، سنسورها و فعال­کننده ها دارد. فن­آوری­های جدید موجب افزایش کاربرد مواد پیزوالکتریک در سال­های اخیر شده است. یکی از تحولات اخیر، استفاده از مواد پیزوالکتریک به عنوان سنسور و میکروسنسور در میکروسیستم­ها می­باشد. پیزوالکتریک­ها دسته­ای از مواد هوشمند هستند که می­توانند در برداشت انرژی الکتریکی از محیط مورد استفاده قرار گیرند. استفاده از این مواد به عنوان سنسور، به دلیل عدم نیاز به منبع خارجی بسیار مورد توجه قرارگرفته است. این مواد در کرنش سنج­ها، مواد زیست پزشکی فعال، سوییچ­ها، سنسورهای فشار و ارتعاش، شتاب سنج­ها، آشکارساز­های جریان وکنترل کننده­های ارتعاش و مافوق صوت کاربردهای فراوانی دارند. در این پایان نامه، طراحی و ساخت سنسور سرعت با استفاده از پلیمر پیزوالکتریک و برداشت انرژی باد توسط این مواد مورد بررسی قرارگرفته است. پلیمر پیزوالکتریک به صورت تیر یک­سرگیردار درون محفظه تونل باد مادون صوت قرارگرفته است. از مدار استانداردDC به منظور تبدیل ولتاژ متناوب پیزوالکتریک به ولتاژ مستقیم به همراه یک تقویت کننده عملیاتی به منظور تقویت ولتاژ خروجی پیزوالکتریک استفاده شده است. با انجام آزمایش­های مختلف بر روی سنسور، رابطه بین ولتاژ خروجی پیزوالکتریک و سرعت باد به­دست آمد. نتایج آزمایش­های سنسور نشان داد که این رابطه را می­توان با یک تابع درجه1 تقریب زد. در سرعت­های مختلف، میزان انرژی برداشت شده از باد نیز مورد آزمایش قرارگرفت. بیشینه توان و چگالی توان بر اساس نمودارها در سرعت 15 m/s با مقاومت بهینه 2200? برداشت شد که میزان آن به ترتیب برابر با   7.38 mW و 134.2 mW/cm3 به دست آمد. در پایان از ولتاژ تولیدی و انرژی برداشتی می توان برای شبکه­های حسگر بی سیم، سنسورها و همچنین برای محل­هایی که امکان تعویض باتری­ها وجود ندارد، استفاده کرد.