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 این تحقیق خواص تشعشعی ساختارهای چندلایه‌ای، شامل زیرلایه سیلیکون آلاییده‌کم با پوشش‌های غیرفلزی نیتریدسیلیکون و دی‌اکسیدسیلیکون و پوشش‌های فلزی، طلا، نقره و مس، در دمای 25 درجه سانتیگراد و اشعه ورودی پلاریزه، بررسی شد. از روش ماتریس انتقال جهت محاسبه خواص تشعشعی ساختارهای چند لایه‌ای و بیان‌های تجربی برای ثابت‌های نوری سیلیکون آلاییده‌کم استفاده شد. ضریب عبور پوشش فلزی به‌علت کم بودن عمق نفوذ این پوشش‌ها و ضریب بازتاب بالا، در حالت قطبی نوع S و نوع P و غیرقطبی، صفر است. در پوشش‌های غیرفلزی، به‌علت بزرگ‌تر بودن عمق نفوذ موج الکترومغناطیس، ضریب عبور افزایش می‌یابد. به‌طور کلی نتایج بدست آمده نشان می‌دهند که در پوشش‌های غیرفلزی ضریب عبور قطبش نوع P بزرگ‌تر از قطبش نوع S می‌باشد. ضریب بازتاب پوشش‌های فلزی نسبت به پوشش‌های غیرفلزی به‌طور چشمگیری زیاد بوده، به‌طوریکه می‌توان از پوشش فلزی در صنایعی که نیاز به بازتاب زیاد است، استفاده نمود. نتایج نشان می‌دهد، اگرچه زیرلایه سیلیکون در دمای اتاق و بازه طول موج، 4/0 تا 84/0 میکرومتر، دارای ضریب جذب ناچیز و در نتیجه ضریب گسیل ناچیز است، ولی پوشش نقره منجر به جذب و درنتیجه مقداری گسیل گردید. همچنین تغییر قطبش اشعه‌ی ورودی از نوع S به P منجربه افزایش ضریب گسیل می‌شود. نتایج نشان می‌دهد، نقره نسبت به طلا و مس بیشترین ضریب بازتاب را دارا می‌باشد. در زاویه تابش صفر (نرمال)، خواص تشعشعی برای هر دو حالت اشعه ورودی قطبی نوع S و قطبی نوع P یکسان می‌باشد.

این مقاله یک روش ترکیبی جهت بازآرایی و جایابی تولیدات پراکنده در فیدرهای شبکه توزیع برق ارائه می‌دهد. هدف این پژوهش بهبود پروفیل ولتاژ، کاهش تلفات و افزایش تعادل بار در شبکه‌های توزیع می‌باشد. از الگوریتم مورچگان جهت تعیین پیکربندی بهینه شبکه و نیز تعیین محل و ظرفیت مناسب نصب واحدهای تولید پراکنده در شبکه توزیع استفاده می‌شود. به منظور بهبود توانایی الگوریتم در ایجاد مصالحه بین‌ترم های مختلف تابع هدف، از تئوری فازی بهره گرفته شده و بر این اساس مسئله بهینه سازی چند منظوره به یک مسئله بهینه سازی تک هدفه تبدیل شده است. تکنیک مورد نظر با استفاده از سیستم تست 33 بأس IEEE در بارهای نامی، سبک و سنگین مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که روش پیشنهادی، در بهبود هر سه شاخص تلفات، پروفیل ولتاژ و تعادل بار فیدر عملکرد موثری داشته و همچنین در مقایسه با الگوریتم‌های دیگر موفق‌تر عمل نموده است. همچنین، با مقایسه نتایج به دست آمده می‌توان نتیجه گیری کرد که بازآرایی همزمان با تعیین مکان و ظرفیت بهینه تولیدات پراکنده می‌تواند مفیدتر از بازآرایی یا مکان یابی بهینه تولیدات پراکنده به تنهایی باشد.

در این مقاله فرایند احتراق زغال‌سنگ، در کوره بستر سیال حبابی، به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفت. تحلیل داده‌های تجربی نشان می‌دهند که اندازه ذرات زغال‌سنگ و نرخ هوای تزریق شده به کوره، از پارامترهای تعیین کننده دمای بستر و احتراق مناسب در کوره بستر سیال است. بالاترین دمای بدست آمده در کوره 1050 درجه سانتی‌گراد بوده که در دبی هوای ورودی 12 مترمکعب بر ساعت و مخلوط سوخت با ترکیب %75 درصد وزنیاز ذرات گروه 2 و %25 وزنی از ذرات گروه 3 می‌باشد.

در این مقاله مساله تغییرات ضرائب آئرودینامیکی با اعمال شار حرارتی روی بال بصورت دوبعدی و در رژیم گذر صوتی مورد مطالعه قرار گرفته است. در تحقیقات تجربی و عددی انجام شده نشان داده شده است که انتقال حرارت روی بدنه هواپیما تاثیر قابل توجهی روی کاهش نیروی پسای آن دارد. در این تحقیق اثرات انتقال حرارت روی ضرایب آیرودینامیکی مقطع بال مورد بررسی قرار گرفته است. به همین منظور ابتدا جریان مغشوش گذر صوتی حول ایرفویل گذر صوتی RAE2822 با دو روش مختلف مدل سازی جریان آشفته یعنی روش دومعادله ای k-ε و روش پنج معادله ای تنشهای رینولدز (RSM) شبیه سازی عددی شده و با نتایج تجربی مقایسه گردیده است. با انتخاب روش RSM به عنوان روش مناسب، بررسی های بعدی با آن روش صورت گرفته است. با اعمال شار حرارتی گرمایشی در قسمتهای مشخصی از بالا و پایین ایرفویل، جریان اطراف آن مدل سازی شده و ضرائب آئرودینامیکی برای ایرفویل استخراج و مورد بررسی قرار گرفت. بررسی ها نشان داد که گرمایش زیر ایرفویل منجر به تغییر ضرائب آئرودینامیکی با افزایش نسبت برآ به پسا می شود که می تواند کاهش مصرف سوخت و افزایش مداومت پروازی هواپیما را بدنبال داشته باشد.

در این مقاله،اثر دیواره دما ثابت افقی بر روی انتقال حرارت جابجایی آزاد حول یک استوانه افقیبه صورت عددی بررسی می­شود.برای این منظور اثر دیواره زمانی که در بالای استوانه قرار دارد در گستره ای از اعداد ریلی و فواصل بین دیواره و استوانه بررسی می­شود و با زمانی که دیواره آدیاباتیک ­باشد مقایسه می­ گردد.این فرایند با استفاده از نرم‌افزارفلوئنت شبیه سازی می­شود. مقایسه نتایج با کارهای عددی موجود،دقت شبیه سازی انجام شده را تایید می­کند.نتایج شبیه سازی نشان می دهدکه درفواصل کم دیوار نسبت به استوانه، دیواره هم دما باعث افزایش عدد ناسلت میانگین حول استوانهمی شود. با افزایش این فاصله عدد ناسلت میانگین کاهش یافته تا اینکه به یک مقدار کمینه می­رسد و پس از آن با افزایش بیشتر فاصله مقدار عدد ناسلت میانگین افزایش می­یابد. همچنین،ملاحظه می گردد که عدد ناسلت حول استوانه، زمانیکه دیواره هم دما باشد نسبت به حالتی که دیواره آدیاباتیک است بیشتر است.

در این پژوهش، ضریب انتقال حرارت جوشش استخری در ناحیه جوشش هسته ای برای سیالاتی نظیر آب خالص، اتانول خالص و محلول آب- اتانول روی یک گرمکن (هیتر) استوانه­­ای افقی از جنس فولاد ضد زنگ در فشار اتمسفر مورد بررسی قرار گرفت. مجموعه آزمایشات در غلظت های متفاوت و در شار حرارتی 5 تا 103 کیلو وات بر مترمربع انجام شده است. نتایج نشان می دهدکه ضریب انتقال حرارت با افزایش شار حرارتی برای آب خالص و اتانول خالص و نیز محلولی حاصل از ترکیب این دو مایع افزایش می یابد. ضریب انتقال حرارت در محلول- به‌استثنای غلظت مولی 04/0 اتانول- کم­تر از مقدار آن در اجزای خالص در همان شار حرارتی است. هم­چنین ضریب انتقال حرارت در غلظت مولی  آزئوتروپ با خطای حدود 6 درصد، تقریباً با ضریب انتقال حرارت ایده­آل برابر می­باشد. درنهایت بر مبنای نتایج آزمایشگاهی و با به­کارگیری الگوریتم ژنتیک مدلی جهت محاسبه ضریب انتقال حرارت محلول آب و اتانول با خطایی حدود 13 درصد ارائه گردید

باتوجه به آلودگی سوختهای فسیلی و محدود بودن آنها، منابع تجدیدپذیر جایگزین مناسبی برای منابع تجدیدناپذیر می‏باشد. سیکل ارگانیک رانکین(ORC) عموماً از منابع انرژی تجدیدپذیر دما پایین(LGHS) مانند انرژی خورشیدی و... استفاده می‌کند. بازده پایین این سیکل، استفاده از آن را محدود کرده ‌است. در این تحقیق برای افزایش راندمان و توان تولیدی، یک آرایش جدید از سیکل ارگانیک رانکین با استفاده همزمان از اجکتور  ریژنراتور ارائه شده است. در این سیکل، یک ریژنراتور به همراه اجکتور به سیکل ساده افزوده شده ‌است. همچنین از یک اواپراتور دو مرحله‌ای  بهره گرفته شده است. بخار از اواپراتور مرحله دوم به عنوان سیال اولیه وارد اجکتور بخار شده و پس از کاهش فشار در آن باعث افزایش مکش سیال ثانویه از خروجی توربین می‌شود که به نوبه خود به افزایش توان تولیدی می­انجامد. همچنین بخار خروجی از توربین قبل از وارد شدن به اجکتور وارد ریژنراتور می‌شود و بخشی از انرژی مورد نیاز اواپراتور مرحله اول تأمین می‌شود. با این کار بخشی از انرژی بازیابی شده و راندمان سیکل افزایش می­یابد. برای مدلسازی ترمودینامیکی کدی در نرم افزار محاسباتی ای ای اس توسعه داده شده است. بعلاوه از سیال­های عامل مختلفی برای ارزیابی عملکرد سیکل استفاده شده و نتایج باهم مقایسه شده­اند. نتایج گویاست که بازده سیکل ارائه شده، در بهترین حالت(بسته به نوع سیال عامل) 5/17% نسبت به سیکل ساده افزایش یافته است. همچنین برای ارزیابی تاثیر پارامترهای ترمودینامیکی، مطالعه پارامتریک نیز انجام شده است. ضمنأ در بین سیال­های عامل بررسی شده بیشترین بازده مربوط به سیال آر245 اف اِی می‏باشد.

بازآرایی شبکه­های توزیع به منظور کاهش تلفات توان یکی از راه­های مهم برای ذخیره انرژی الکتریکی است. در این مقاله از الگوریتم تکاملی-ترکیبی جدیدی برای حل مسئله بازآرایی شبکه­های توزیع استفاده شده است، الگوریتم ارائه شده بر اساس ترکیب الگوریتم جدید اجتماع ذرات تطبیق یافته فازی (NFAPSO) و الگوریتم تکامل­تفاضلی (DE) است که به صورت NFAPSO-DE تعریف می­شود. به منظور بهره­گیری از مزایای این دو الگوریتم از جمله قدرت اکتشاف الگوریتم DE و همین­طور سیستم جستجوی سریع و قابلیت کنترل و تنظیم پارامترهای الگوریتم PSO روش ترکیبی PSO-DE ارائه شده است، این الگوریتم ترکیبی از الگوریتم PSO برای پیدا کردن منطقه جواب بهینه استفاده می­کند و سپس از ترکیب دو الگوریتم برای پیدا کردن نقطه بهینه استفاده خواهد کرد. از طرفی به این دلیل که الگوریتم PSO به مقادیر پارامترهای خود از جمله ضریب­وزنی و پارامترهای یادگیری به شدت وابسته است، یک سیستم فازی استفاده شده تا پارامترها را در طول روند جستجو مطابق با هم تنظیم کند. در پایان عملکرد الگوریتم با استفاده از دو سیستم تست 33 و 69 باس IEEE ارزیابی شده است. نتایج شبیه­­سازی­ها نشان می­دهد که روش ارائه شده بسیار قدرتمند و مؤثر برای دستیابی به جواب بهینه کلی است.