نشریه مباحث برگزیده در انرژی

این مطالعه به بررسی تجربی تأثیر استفاده از بیودیزل نارگیل بر عملکرد و آلاینده های یک موتور پاشش مستقیم دیزل پرداخته شده است. به همین منظور ابتدا روغن نارگیل با روش ترنس استریفیکاسیون به سوخت دیزل تبدیل شد و سپس خواص ترموفیزیکی سوخت تهیه شده استخراج گردید. ترکیبات سوخت با درصد های مختلف بیودیزل و سرعت‌های مختلف موتور مورد آزمایش و تأثیرات درصد بیودیزل و سرعت موتور بر روی توان ترمزی، مصرف سوخت ویژه، اکسیدهای نیتروژن، مونواکسید کربن، دی اکسید کربن و ذرات معلق مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد که استفاده از بیودیزل سبب کاهش اندک در توان خروجی از موتور می‌شود. همچنین مصرف سوخت ویژه ترمزی در هنگام استفاده از بیودیزل اندکی افزایش می‌یابد. بر اساس نتایج این تحقیق، آلاینده های نظیر مونواکسید کربن، دی اکسید کربن و ذرات معلق در هنگام استفاده از بیودیزل به طرز قابل توجهی کاهش می‌یابد.

در این تحقیق، اثر باز بودن شیشه‌های خودرو بر نیروی پسا و متعاقباً بر توان لازم و میزان مصرف سوخت مورد بررسی قرار گرفته شده است. برای انجام این کار، مشخصات مدل شبیه سازی شده تا حد ممکن مشا‌به مدل واقعی در نظر گرفته شده‌اند. به عنوان مثال، گوشه های گردشده و شیب جانبی سطوح لحاظ گردیده شده‌اند. برای حالات مختلف، نیروی پسا محاسبه شده و مورد مقایسه قرار گرفته شده است. نتایج نشان می‌دهند که با افزایش میزان باز بودن شیشه، ابتدا توان لازم برای غلبه بر نیروی مقاومت هوا کاهش و سپس افزایش می‌یابد. به طوری که برای درصد معینی که بستگی به سرعت خودرو دارد، این توان معادل توانی است که در حالت بسته بودن شیشه لازم است.

محدودیت منابع انرژی و نقش اساسی آن در پیشرفتهای صنعتی استفاده از انرژی های تجدید پذیر نظیر باد، خورشید، آب و ... را به عنوان گزینه ای مناسب مطرح کرده است. انرژی های تجدید پذیر علاوه بر مقرون به صرفه بودن، در داشتن محیط زیستی پاک و بدون آلودگی نقش مهمی را ایفاء می کند. از این رو بررسی سازه های قدیمی مانند بادگیر ها که در گذشته استفاده فراوانی داشتند به نحوی که باعث استفاده در عصر مدرن گردد حائز اهمیت بوده و ارائه مدل هایی جدید جهت بهینه سازی آن ها قابل تامل است. در این مقاله با استفاده از ریاضیات تغییرات و آنالیز نیروی باد بر روی بادگیر ها مدلی بهینه ارائه شده که مقاوم تر از مدل های پیشین بوده و از نظر پارامترهای طراحی سازه های بادگیر، خصوصیات بهتری دارند. لذا مدل هذلولی گون در این خصوص ارائه شد. این مدل درحالیکه کمترین سطح در برابر باد را دارد، استحکام و مقاومت آن از بادگیر های پیشین بیشتر بوده و به عنوان مدلی کاربردی جهت برجک بادگیرهای نسل جدید پیشنهاد می گردند.

نانوسیال اکسید مس که از پراکنده‌سازی ذرات اکسید مس در سیال پایه آب بدست می‌آید به عنوان سیال عامل لوله حرارتی به کار گرفته شده است. نانوسیالات به دلیل دارا بودن خواص ترموفیزیکی بهتر نسبت به سیالات معمولی انتقال حرارت مانند آب، باعث بهبود عملکرد لوله حرارتی که از ابزارهای موثر در انتقال حرارت می‌باشد، خواهند شد. در تحقیق حاضر، اثرات استفاده از نانوسیال و تغییر کسر حجمی، سایز و شکل ذرات معلق در نانوسیال بر عملکرد گرمایی لوله حرارتی، به روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بیانگر کاهش مقاومت گرمایی و بهبود عملکرد لوله حرارتی هنگام استفاده از نانوسیال در مقایسه با آب خالص می‌باشد. همچنین افزایش کسر حجمی، کاهش قطر ذرات و استفاده از ذرات با شکل استوانه‌ای کاهش اختلاف دمای اواپراتور و کندانسور را در پی خواهد داشت که در کسر حجمی‌های کم، اثر استفاده از ذرات با قطر کوچک بر میزان انتقال حرارت بیشتر از اثر استفاده از ذرات غیر کروی می‌باشد.

جریان آشفته، کاهش درگ، میکرو حباب.

در این تحقیق اثر حضور میکروحباب‌ها به عنوان فاز دوم در جریان آشفته داخل کانال بررسی شده است. جریان آشفته توسعه یافته حاوی میکروحباب داخل کانال به روش شبیه سازی گردابه های بزرگ حل شده است. در ادامه، مطالعه ی عددی بر روی اثر میکروحباب ها بر مشخصه های توربولانسی جریان حامل صورت گرفت. در نهایت به بررسی عددی نظریه ارائه شده برای مکانیزم کاهش نیروی درگ اصطکاکی توسط میکروحباب پرداخته شد. با توجه به نتایج بدست آمده مشاهده شد که با افزایش کسر حجمی حباب در قطر ثابت میزان درگ اصطکاکی کاهش پیدا کرده است. با بررسی انرژی طیفی مشاهده شد که انرژی در مقیاس­های کوچک افزایش پیدا کرده است.

در تحقیق حاضر به‌صورت تجربی به بررسی عملکرد لوله حرارتی پرداخته شده است. در ابتدا لوله حرارتی موردنظر با در نظر گرفتن پارامترهای مؤثر بر عملکرد لوله حرارتی طراحی و ساخته شده است. سپس با محاسبه‌ی مقدار سیال عامل موردنیاز و انجام عملیات شارژ لوله و همچنین نصب سنسورها و سایر تجهیزات جانبی مورد استفاده دستگاه آزمایش موردنظر آماده گردیده است. لوله حرارتی مورد آزمایش از جنس مس می‌باشد که از آب به‌عنوان سیال عامل استفاده می‌کند. پس از طراحی و ساخت مجموعه آزمایش با تغییر ولتاژ توان‌های مختلفی به گرمکن وارد  شده و برای توان‌های ورودی مختلف توزیع دمای سطح لوله گرمایی در طول لوله به دست آمده است. در ادامه با استفاده از توزیع دمای به دست آمده، تغییرات مقاومت حرارتی و همچنین تغییرات ضریب هدایت معادل لوله گرمایی محاسبه شده است.
 

در عصر حاضر با توجه به مصرف فزاینده‌ی انرژی بخصوص در بخش صنایع، لزوم بهینه‌سازی مصرف انرژی و تعیین کلاس بازده انرژی وسایل مختلف ضروری می‌باشد. در تحقیق حاضر به توسعه‌ی استاندارد تعیین کلاس بازده انرژی پمپ‌های گریز از مرکز پرداخته شده است. با توجه به اینکه استاندارد مورد استفاده در کشور ایران  استاندارد 2-7817 نسخه اول تنها اثر بازده را در تعیین کلاس بازده انرژی در نظر می‌گیرد، روش پیشنهادی جدیدی جهت اصلاح این استاندارد ارائه گردیده است. در روش پیشنهادی تأثیر سرعت مخصوص بر بازده، با انتخاب یکی از منحنی‌های سرعت مخصوص ثابت در نمودار بازده برحسب دبی به‌عنوان منحنی مبنا و تصحیح بازده در هر سرعت مخصوص، در نظر گرفته شده است. در ادامه، پمپ‌های مختلف مورد آزمایش قرار گرفته و کلاس بازده انرژی آن‌ها از طریق استانداردهای مختلف تعیین گردیده است. در حالی که استاندارد مورد استفاده در کشور ایران، تمامی پمپ‌های مورد آزمایش را در یک کلاس دسته‌بندی می‌نماید، اما روش پیشنهادی جدید قادر به کلاس‌بندی مناسب پمپ‌ها، مشابه با استانداردهای اروپایی می‌باشد که به‌خوبی مزیت و قابلیت روش پیشنهادی جدید در دسته‌بندی و تعیین کلاس بازده انرژی پمپ‌های گریز از مرکز را نشان می‌دهد.
 

با تعیین برنامه زمانی مناسب بهره‌برداری از پمپ‌های یک سامانه انتقال آب می‌توان صرفه‌جویی قابل‌توجهی در میزان هزینه انرژی مصرفی به دست آورد. در این مقاله برنامه بهره‌برداری بهینه از ایستگاه‌های پمپاژ با استفاده از الگوریتم ژنتیک به‌گونه‌ای تعیین گردید که هزینه انرژی مصرفی حداقل شود. برای مسئله تعیین برنامه بهره‌برداری بهینه پمپ‌ها یک مدل بهینه‌سازی-شبیه‌سازی مبتنی بر الگوریتم ژنتیک تهیه شد. در این مدل الگوریتم ژنتیک در محیط نرم‌افزار متلب با بخش هیدرولیکی مدل ای‌پنت به‌عنوان مرجعی از فرامین و اطلاعات تلفیق گردید. از مدل پیشنهادی برای تعیین برنامه بهینه بهره‌برداری از سامانه انتقال آب از سد کوثر به شهر دوگنبدان در یک روز معمولی استفاده شد که مقایسه برنامه بهینه بهره‌برداری استخراج شده با حالت بهره‌برداری عادی، کاهشی برابر 8/26 درصد در هزینه انرژی مصرفی کل را نشان می‌دهد. این موضوع بیانگر تأثیر بسزای استفاده از این مدل در کاهش هزینه‌های انرژی مصرفی در سامانه‌های انتقال آب تحت فشار می‌باشد.