پایش پارامترهای موثر بر خشک شدن محصول به منظور ارزیابی و بررسی دقیق عملکرد سیستم در شرایط واقعی ضروری است. برای بررسی عملکرد خشک کن خورشیدی همرفت اجباری طراحی شده جهت خشک کردن سبزی های برگی و گیاهان دارویی، یک سیستم پایش ساخته شد. که در آن چند حسگر دما دیجیتالی در نقاط ورودی هوا به جمع کننده، خروجی هوا از جمع کننده، و خروجی هوا از محفظه خشک کن قرار داده شده است. برای ثبت اطلاعات حسگرها و انجام محاسبات، برنامه ای با استفاده از زبان برنامه نویسی ویژوال بیسیک 6 نوشته شد. آزمایش ها در سه تکرار و هر تکرار به مدت 8 ساعت از 10 صبح تا 6 بعد از ظهر در فصل تابستان اجرا شد. در تمامی آزمایش ها، محصول (نعنا) به ارتفاع 5 سانتی متر روی سینی های محفظه خشک کن قرار داده شد. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که انرژی تابشی در صفحه جمع کننده، انرژی حرارتی جذب شده در جمع کننده، و انرژی لازم برای تبخیر محصول رابطه ای خطی و مستقیم با دما دارند و نیز در فرایند خشک شدن، انرژی تابشی ابتدا روند افزایشی و سپس کاهشی دارد. نتایج حاصل از آزمایش ها همچنین نشان می دهد که میانگین دماها در ورودی جمع کننده، خروجی جمع کننده، و خروجی هوا از محفظه خشک کن به ترتیب 38.1، 54.7 و 45.5 درجه سانتی گراد است. میانگین حداکثر و حداقل بازده انرژی در آزمایش ها به ترتیب 49 و 14.7 درصد و دامنه نوسانات آن در محدوده 14 تا 53 درصد است. میانگین انرژی تابشی و انرژی لازم برای تبخیر رطوبت محصول به ترتیب 4572.4 و 2772.2 کیلوژول به دست آمد. منحنی خشک شدن محصول نیز به صورت رابطه ای نمایی با رابطه Mwb=1.827e-0.4857t و 0.945 =R2 به دست آمد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

در این مطالعه با استفاده از اندازه گیری های آزمایشگاهی نرخ تبخیر از سطح ساده آب برای تاثیر عوامل گوناگون نظیر: اختلاف فشار بخار، سرعت جریان هوا، پارامترهای بدون بعد، در بازه گسترده ای از رژیم های همرفت اجباری، ترکیب طبیعی و اجباری و همرفت طبیعی، در دامنه بررسی شده است. این دامنه از با استفاده از سرعت های میانگین 0/1، 0/3، 0/9، 2، 4، 5 و 6 متر بر ثانیه و دمای آب از 20 تا 55 تولید شده است. تحقیقات نشان می دهد نرخ تبخیر به شدت به رژیم جریان وابسته است. در رژیم همرفت اجباری و رژیم همرفت ترکیبی با افزایش اختلاف فشار بخار و سرعت جریان هوا، نرخ تبخیر افزایش یافته اما آهنگ افزایش آن در رژیم همرفت اجباری کاهش یافته طوریکه در این رژیم نرخ تبخیر به صورت تابع توانی با اختلاف فشار بخار تغییر می نماید. در رژیم همرفت ترکیبی با افزایش سرعت جریان هوا، توان اختلاف فشار بخار کاهش می یابد. نتایج نشان می دهد در رژیم همرفت طبیعی هر دو پارامتر اختلاف فشار بخار و اختلاف چگالی بخار، بر نرخ تبخیر اثر می گذارد و علاوه بر اختلاف فشار بخار، اختلاف چگالی نیز بر نرخ تبخیر موثر است.

سبزی های برگی با داشتن رطوبت بالا و بافت لطیف نسبت به فرآیند خشک کردن فوق العاده حساس اند. خشک کردن آنها در خشک کن های صنعتی و همچنین با روش های سنتی باعث افت کیفیت، آلودگی، و اتلاف محصول می شود. این مشکلات و نیز ضرورت صرفه جویی در مصرف انرژی های فسیلی، استفاده از خشک کن خورشیدی را برای سبزی ها بسیار توجیه پذیر می سازد. خشک کن خورشیدی طراحی شده از نوع پخشی (غیرمستقیم) همرفت اجباری با ظرفیت خشک کردن 10 کیلوگرم سبزی برگی تازه در یک روز تابستانی در کرج است. در محاسبات خشک کن از مقادیر انرژی تابشی و ارقام هواشناسی کرج و نمودار رطوبت سنجی استفاده شد. برای جا به جایی هوا در داخل خشک کن از مکنده ای کوچک استفاده شد که انرژی خود را از برق شبکه شهر (ولتاژ 220 ولت، فرکانس 50 هرتز) می گرفت. برای گرم کردن هوا، از جمع کننده صفحه تخت پره دار با مساحت مفید 1.83 متر مربع استفاده شد. محفظه خشک کن دارای دو سینی هر یک به ابعاد 10.×0.5 متر (به مساحت نیم متر مربع) است. ارزیابی جمع کننده انرژی خورشیدی در اوایل آذرماه 1383 انجام شد. در این آزمایش ها تلفات حرارتی جمع کننده، بازده جمع کننده، و تاثیر پره ها در افزایش انرژی مفید جمع کننده مورد مطالعه قرار گرفت. در حدود 82 درصد از کل تلفات حرارت جمع کننده از طریق صفحه پوشش، 14 درصد از پشت جمع کننده و 4 درصد از طریق سطوح جانبی جمع کننده بود. سهم هر پره در افزایش انرژی مفید جمع کننده در حدود 7 درصد به دست آمد. با توجه به بالا بودن درصد اتلاف حرارت از صفحه پوشش، جهت کاهش این اتلاف و افزایش بازده جمع کننده، استفاده از طرح هایی مانند دو جداره کردن این صفحه یا صفحه پوشش پله ای ضروری است.

ساختار همرفت مرطوب ژرف می تواند تحت تأثیر چینش باد، انرژی پتانسیل در دسترس همرفتی، رطوبت نسبی و توزیع قائم هر یک از این متغیرها در کنار سایر عوامل مؤثر دیگر قرار گیرد که در این بین چینش باد نقش مهم تری در ایجاد همرفت ایفا می کند. این امر به سبب فرآیندهای بزرگ و همدید مقیاس، همراه با تعدیل انرژی پتانسیل در دسترس همرفت و بازدارنده همرفت، شرایطی مناسب برای ایجاد همرفت به وجود می آورند. نقش میانگین بزرگ مقیاس، سبب کاهش بازدارنده همرفت می شود، ولی سرعت قائم حتی چند سانتی متر بر ثانیه می تواند تأثیر آشکاری بر گمانه¬زنی محیط داشته باشد. همچنین وجود ناپایداری پتانسیلی معمولاً عاملی مهم در آغازگری همرفت مرطوب ژرف به شمار می¬رود. دیده می شود هنگامی که دما به نقطه بحرانی می رسد و بازدارنده همرفت حذف می گردد، همرفت ژرف مرطوب آغاز می شود. در حالتی که بسته هوایی که از فراز لایه پایدار کم ارتفاع زیرین بالا می رود، ممکن است دارای انرژی بازدارنده همرفتی نسبی کم و انرژی پتانسیل همرفتی آزاد نسبی زیاد باشد. این امر سبب پشتیبانی همرفت مرطوب ژرف ارتفاع یافته می شود. توده هوای گرم، آغازگری جریانات بالاسو را تداوم می بخشد و تکوین بعدی همرفت به فراسنج هایی مانند چینش باد قائم و کلاهک وارونگی محیط در کنار سایر فراسنج ها، بستگی دارد. سامانه های بزرگ مقیاس همرفتی می توانند با واداشت های کمتری سبب بالاروی گسترده توده هوا بر روی سطح جبهه تا تراز همرفت آزاد شوند

به منظور افزایش کیفیت محصولات خشک شده وکاهش ضایعات مرحله خشکاندن می باید پارامترهای اساسی سیستم به صورت مداوم در طول فرآیند خشک شدن کنترل گردند. کنترل دقیق چنین پارامترهایی با استفاده از سیستم های کنترل خودکار میسر است. از همین رو، به منظور بهینه سازی بازده انرژی در خشک کن های خورشیدی همرفت اجباری یک سیستم کنترل خودکار طراحی و ساخته شد. با استفاده از روابط ریاضی و پایش دمای هوای ورودی به جمع کننده، دمای هوای خروجی از جمع کننده و دمای هوای خروجی از محفظه خشک کن، بازده انرژی به دست آمد. با استفاده از برنامه نوشته شده، بازده های فعلی و بهینه خشک کن محاسبه شده و با هم مقایسه می شدند. در صورت برابر نبودن این دو بازده، دور فن به گونه ای تغییر می یافت تا بازده خشک کن در حد بهینه باقی بماند. به منظور ارزیابی سیستم کنترل خودکار، آزمایش هایی در 3 تکرار انجام شد و نتایج نشان داد که سیستم کنترل خودکار قادر است به خوبی دور فن را به دور کنترلی مورد نظر برای تامین بازده بهینه برساند. هم چنین با استفاده از این سیستم، بازده فعلی برابر با بازده بهینه خشک کن شده به طوری که در طول یک روز کاری خشک کن همواره با بازده بهینه،کار می کند. همچنین آزمون نمونه های جفتی برای دو بازده فعلی و بازده بهینه با توزیع t-student انجام شد و نتایج تجزیه و تحلیل های آماری نشان داد که در سطح 1 درصد بازده بهینه به طور معنی داری بیشتر از بازده فعلی خشک کن است.

هوا سیالی است که ساختمان ها و محیط را فرا گرفته است. جریان آن را نمی توان مشاهده کرد، ولی با اطلاع از نحوه عملکرد هوا در محیط ها گوناگون می توان برای افزایش سطح آسایش حرارتی در ساختمان ها از آن استفاده کرد. خرد اقلیم های به وجود آمده در محیط های داخلی ساختمان معمولا ناشی از جریان هوا، تابش موج بلند یا کوتاه، رطوبت نسبی و دمای هواست. در این مقاله نوع حرکت هوا و سرعت جریان آن بر اثر اختلاف درجه حرارت محیط و اختلاف ارتفاع باز شوها و همچنین عوامل موثر بر آسایش حرارتی ناشی از جریان هوا بررسی می شود.

در این مقاله، متوسط تلفات توان در یک مبدل افزاینده بوست، در سه حالت هدایتی پیوسته، پیوسته اجباری و ناپیوسته و تلفات متوسط توان مبدل اینورتر نیز با روش کلید زنی مدولاسیون پهنای پالس سینوسی در نرم افزار متلب به دقت تخمین زده و محاسبه می شود. سپس توسط یک روش کلی، معادلات انتقال حرارت بر سه روش همرفت، رسانش و تشعشع در یک گرماگیر با پره های موازی خنک شونده توسط سیستم های همرفت آزاد و اجباری، بررسی می شود و این دو روش باهم مقایسه می گردد. به منظور افزایش عملکرد حرارتی با تبدیل شدن مدل حرارتی به یک مدار هم ارز الکتریکی از طریق محاسبه و بهینه سازی مقاومت حرارتی گرماگیر تا هوا، تمام پارامترهای هندسی گرماگیر با استفاده از یک الگوریتم تکاملی ازدحام ذرات مقید از بین چندین طراحی مختلف با در نظر گرفتن حجم گرماگیر به عنوان قید، تعیین می شوند. برای طراحی هر چه مطلوب تر سیستم خنک کننده و افزایش قابلیت اطمینان اجزا، چیدمان مناسب اجزا توسط یک روش ریاضی و ابتکاری بررسی می گردد. در این روش که خصوصیات خاص خود را ازنظر دقت، سازگاری و پایداری دارد، ابتدا توزیع دمایی توسط روش اختلاف محدود روی سطح پایه گرماگیر انجام گرفته و سپس دمای نقاط داغ توسط الگوریتم مذکور کاهش می یابد. در سیستم خنک کنندگی همرفت اجباری نسبت به همرفت طبیعی، دما و بازده مبدل به طور متوسط به ترتیب 46 درجه سلسیوس و 0. 37 درصد کاهش می یابند و حجم سیستم خنک کننده همرفت اجباری 3 برابر حجم گرماگیر در همرفت آزاد است.

مدل های پیش بینی عددی وضع هوا در سال های اخیر، کاربرد های گسترده ای در زمینه های مختلف به ویژه پیش آگاهی از وقایع فرین و شناخت ساختار دینامیک پدیده های جوی داشته اند. این پژوهش با استفاده از مدل پیش بینی عددی WRF ساختارهای دینامیک و ترمودینامیک رویدادهای بارشی سنگین موجود در الگوهای مختلف همدیدی سواحل جنوبی خزر را بررسی می کند. پایگاه داده رویدادهای بارشی سواحل جنوبی خزر تشکیل و با در نظر گرفتن 25 و 50 درصد احتمال وقوع رخداد آن ها، رویدادهای بارشی فوق سنگین و سنگین منطقه، فراهم شد. سپس با استفاده از تحلیل خوشه ای به روش ادغام وارد، الگوهای اصلی فشار تراز دریا برای هر کدام از گروه های بارشی سنگین و فوق سنگین ترسیم شد. مجموعه داده های مورد نیاز برای اجرای مدل WRF (داده های جو بالا و سطح زمین) از سایت www.dss.ucar.edu استخراج و برای الگوهای مختلف همدید فشارتراز دریا (16 الگو) در سه مرحله (WPS، WRFV 3 و ARWpost) اجرا و سرانجام برای مدل های مناسب تر از نظر پیش بینی مقدار بارش و الگوی مکانی بارش، نقشه متغیرهای مختلف جوی، ترسیم، مقایسه و تحلیل شد. برخی از نتایج نشان داد که به طور میانگین سرعت باد روی دریا در گروه بارشی فوق سنگین و در الگوهای همدید پرفشار کم تر از 12 متر در ثانیه و در الگوهای همدید کم فشار، بیش از 15 متر بر ثانیه است. سرعت باد در گروه بارشی سنگین، در الگوهای پرفشار کم تر از 10 متر برثانیه و در الگوهای کم فشار بیش تر از 10 متر بر ثانیه است. در زمان استقرار سامانه های پرفشار، با توجه به دمای مناسب سطح دریا و کم تر بودن دمای 2 متری هوا نسبت به آن، مقدار گرمای محسوس روی دریاچه خزر افزایش یافته به طوریکه در بارش های سنگین به طور میانگین به 200 وات بر متر مربع و در بارش های فوق سنگین به 350 تا 400 و در فرین ترین بارش های سنگین منطقه به بیش از 950 وات بر متر مربع می رسد. مدل WRF در پیش بینی مقدار و الگوی مکانی بارش ها ناشی از الگوهای همدید پر فشار ضعیف تر از الگوهای همدید کم فشار عمل می کند.