مکانیک هوا فضا
سال:1392 | دوره:9 | شماره:1 (پیاپی 31) |تعداد مقالات:9

در این مقاله، اثر پارامترهای عملکردی موتور بر زمان وقوع کوبش، شرایط عملکردی آستانه کوبش و همچنین اکتان مورد نیاز برای از بین بردن کوبش مورد مطالعه قرار گرفته است.به منظور پیش بینی کوبش و شدت آن، یک مدل نیمه تجربی که بر پایه مدل انتگرالی کوبش می باشد، با استفاده از نتایج آزمایشگاهی بهینه شده و با یک مدل ترمودینامیکی شبه ابعادی ترکیب شده است. مقایسه نتایج حاصل از این مدل با نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد که مدل مورد نظر با کمترین اختلاف (1.7 درجه به طور متوسط) قادر به پیش بینی شرایط عملکردی آستانه کوبش می باشد. در تحقیق حاضر، با در نظرگرفتن آوانس جرقه به عنوان یک پارامتر واسطه، اثر تغییر پارامترهایی همچون دما و فشار هوای ورودی به موتور، نسبت هوا به سوخت و نسبت تراکم، بر عدد اکتان مورد نیاز بررسی شده است. نشان داده شد با هر واحد افزایش در عدد اکتان سوخت، تقریبا افزایشی به همان اندازه را می توان در آوانس جرقه ایجاد کرد. این نتایج با نتایج حاصل از کارهای تجربی و آزمایشگاهی که مستلزم وقت و هزینه فراوان است، کاملا مطابقت داشته و با توجه به روش ارائه شده دیگر نیازی به انجام آزمایش نخواهد بود.

بویلر بازیاب حرارت یکی از اجزای اصلی نیروگاه های سیکل ترکیبی به شمار می رود. شرایط کارکردی بویلر بازیاب به گونه ای است که اغلب در معرض تغییرات دبی و دمای دود ورودی به آن می باشد. این تغییرات در زمانی که نیروگاه در شرایط کارکرد جزیره ای مورد استفاده قرار می گیرد، بیشتر بوده و نیازمند توجه ویژه می باشد. در این مقاله، به بررسی کارکرد جزیره ای بویلر بازیاب حرارت می پردازیم. ابتدا مدل سازی سطوح حرارتی را انجام داده و پس از دستیابی به مجموعه کد نرم افزاری که قابلیت پیش بینی رفتار گذرای بویلر بازیاب را داشته باشد، عملکرد بویلر را در شرایط تغییر بار توربین گازی که به آن متصل است، بررسی می کنیم. روش های مختلف تغییر بار توربین گاز را برای کاهش بار استفاده می کنیم و به مقایسه کارکرد بویلر در تغییر بار توربین گاز با هر یک از روش های مذکور خواهیم پرداخت. به منظور اطمینان از نتایج روش عددی، از نتایج نرم افزار تجاری ترموفلو که مقادیر حالت پایا را ارائه می دهد، استفاده می شود.

در این پژوهش، تحلیل عددی دوبعدی انتقال حرارت و جرم بین یک مجموعه از اجسام متخلخل و سیال عبوری ارائه می شود. شبیه سازی فرآیند خشک شدن سه جسم متخلخل مستطیلی شکل تحت جریان همرفتی اجباری، با حل معادلات ناویر- استوکس، انرژی و غلظت برای جریان خارجی هوا و معادلات انرژی و رطوبت برای جسم متخلخل انجام شد. نتایج نشان می دهد سرعت خشک شدن جسم اول بیشتر از اجسام دیگر بوده و اجسام بعدی در طول زمان میزان رطوبت تقریبا برابری دارند. علاوه بر این مشاهده شد که در جسم اول سطح فوقانی و سطح مقابل جریان در فرآیند انتقال حرارت و جرم از اهمیت بالاتری برخوردار هستند، در حالی که در اجسام بعدی، سطح فوقانی دارای نقش تعیین کننده است. همچنین الگوی توزیع دما و رطوبت در جسم اول نسبت به دو جسم بعدی کاملا متفاوت است. نکته حائز اهمیت این است که با تغییر فاصله بین اجسام، تغییر قابل ملاحظه ای در نرخ انتقال حرارت و رطوبت دیده نشد.

در این مقاله، انتقال حرارت جابه جایی و تحلیل آنتروپی یک جریان کوئت پوازیه بین دو صفحه موازی حاوی محیط متخلخل با شرط لغزش، پرش دمایی، اتلاف لزجتی و شار گرمای ثابت دیوار به کمک روش تحلیل مورد بررسی قرار گرفته است. معادله مومنتم و معادله انرژی به کمک روش تحلیلی در سه وضعیت مختلف صفحه بالایی کانال (V-=-1 و V-=1 و V-=0) حل شده است. عبارت های صریحی برای توزیع سرعت و دما به دست آمده و عدد ناسلت با استفاده از روش انتگرال گیری عددی تعیین شده است. به طورکلی مشاهده شده که با افزیش عدد برینکمن و کاهش عدد نادسن، عدد ناسلت افزایش یافته است. وضعیت صفحه بالایی کانال در تعیین تاثیر پارامتر شکل محیط متخلخل بر عدد ناسلت تعیین کننده است. پس از تعیین پروفیل سرعت و دما، به تحلیل آنتروپی در این سیستم پرداخته شده است. با تعیین عدد بدون بعد تولید آنتروپی و رسم منحنی های آن، مشاهده شده که با افزایش نسبت Br/W و پارامتر شکل محیط متخلخل تولید آنتروپی افزایش یافته است. با تعریف عدد بیجان و رسم نمودارهای مربوط به آن، مشاهده شده که با کاهش نسبت Br/W و افزایش پارامتر شکل محیط متخلخل، عدد بیجان افزایش می یابد. وضعیت صفحه بالایی کانال در تعیین پروفیل توزیع تولید آنتروپی و عدد بیجان تعیین کننده است. به طور کلی با افزایش عدد نادسن، عدد بی بعد تولید آنتروپی کاهش و عدد بیجان افزایش یافته است.

در این مقاله، انتقال حرارت وافت فشار نانوسیال آلومینا/ آب، در جریان درهم درون یک لوله افقی به صورت تجربی بررسی می شود. آزمایش طراحی شده به صورت یک حلقه بسته بوده و شامل پمپ، منبع ذخیره نانوسیال، سیستم های اندازه گیری دما و فشار، و مسیرهای لوله جهت انتقال نانوسیال می باشد. حلقه جریان به گونه ای طراحی شده است که اختلاف فشار دو سر لوله حاوی نانوسیال با یک دستگاه اندازه گیر دیفرانسیلی فشار اندازه گیری می شود. ده عدد حسگر دما نیز بر روی جداره لوله نصب شده است و به صورت محلی نسبت به اندازه گیری دمای جداره اقدام می شود. شرط مرزی درنظر گرفته شده در جداره لوله، شار حرارتی ثابت است. نانوذرات آلومینا با اندازه 40 نانومتر تهیه شده و به صورت معلق در آب مقطر به حالت پایدار در غلظت های 1%،1.5% و 2% تولید شده اند. نتایج، بیانگر افزایش انتقال حرارت با استفاده از نانوذرات در سیال پایه است. افزایش عدد ناسلت برای نانوسیال در غلظت 2% حجمی در رینولدز 13500، در حدود 22%مشاهده شده است. داده های تجربی به دست آمده، با نتایج حاصل از پیش بینی های انتقال حرارت تکفاز در جریان درهم نیز مقایسه می شود. همچنین این آزمایش برای آب به عنوان سیال پایه نیز انجام می شود و نتایج حاصل از آن با نتایج نانوسیال مقایسه می شوند. افت فشار اندازه گیری شده با استفاده از نانوسیالات تقریبا برابر با سیال پایه می باشد.

در این مقاله، تاثیر تغییرات هندسی پره ها شامل ضخامت بیشینه و زبری سطح پره بر روی پارامترهای عملکردی کمپرسور محوری گذرصوتی شامل راندمان و نسبت فشار مورد بررسی قرار گرفته است. برای شبیه سازی سه بعدی میدان جریان پیچیده کمپرسور محوری، از یک کد عددی استفاده شده که قادر به حل معادلات ناویر استوکس رینولدز- میانگین است. نتایج کد عددی با نتایج آزمایشگاهی کمپرسور محوری مورد مقایسه قرار گرفته به طوری که نتایج نشان دهنده صحت کد عددی می باشد. سپس تاثیر تغییرات هندسی فوق الذکر بر روی منحنی های عملکردی کمپرسور محوری مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که افزایش زبری سطح و ضخامت پره سبب کاهش راندمان، نسبت فشار و دبی جریان در کمپرسور می شود.

در این مقاله، جریان جابه جایی اجباری و انتقال حرارت بین دو صفحه موازی که به صورت جزئی با محیط متخلخل پر شده، به صورت عددی با استفاده از روش شبکه بولتزمن بررسی شده است. محیط متخلخل با استفاده از موانع مربعی، با آرایش منظم ایجاد شده است که امکان بررسی جریان های پیچیده در مقیاس حفره را فراهم می کند. علی رغم استفاده زیاد از روش شبکه بولتزمن، بررسی انتقال حرارت با چیدمان موضعی ماده متخلخل و استفاده از مدل شبکه بولتزمن حرارتی از کارهای نو در این زمینه است. تاثیر اعداد رینولدز مختلف بر روی پروفیل های سرعت و دما و همچنین عدد ناسلت، در محیط متخلخل بررسی شده است. در شبیه سازی انجام گرفته، میدان جریان و دما با حل هم زمان توابع توزیع چگالی و دما، محاسبه شده است. نتایج به دست آمده به خوبی حرکت جریان سیال و توزیع دمای داخل محیط متخلخل را نشان می دهد. همچنین گردابه های ایجاد شده در پشت موانع مربعی در داخل محیط متخلخل، برحسب عدد رینولدز نمایش داده شده و تاثیر آن بر انتقال حرارت مطالعه شده است. وجود موانع ثابت در دامنه محاسباتی به عنوان محیط متخلخل، باعث افزایش عملکرد گرمایی و عدد ناسلت متوسط می شود. ضمنا، نتایج به دست آمده از روش شبکه بولتزمن، در حالت های ساده با حل های تحلیلی موجود مقایسه شده است.

در این مطالعه، مقایسه و بررسی جریان و نرخ انتقال حرارت جابه جایی اجباری آشفته درون یک لوله از نوع پهن شده، که ماده متخلخل به طور جزئی یا کامل در دو آرایش متفاوت مرکزی و مرزی قرار گرفته، به صورت عددی و در حالت سه بعدی، مورد نظر است. شرط مرزی حاکم بر دیواره لوله، ثابت بودن دما می باشد. همچنین اثر ضخامت ماده متخلخل و نفوذپذیری، بر نرخ انتقال حرارت و افت فشار، مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج نشان می دهند که در آرایش مرکزی، با افزایش ضخامت ماده متخلخل تا میزان مشخصی، انتقال حرارت افزایش و سپس کاهش یافته ولی در آرایش مرزی با افزایش ضخامت ماده متخلخل تا مقدار مشخص، انتقال حرارت کاهش و سپس افزایش می یابد تا اینکه در حالت کاملا پر به بیشترین مقدار خود می رسد. پس می توان از آرایش مرکزی به منظور افزایش انتقال حرارت و از آرایش مرزی به عنوان عایق استفاده کرد.