فهرست مطالب

نشریه مهندسی مکانیک ایران
سال بیست و پنجم شماره 2 (پیاپی 71، تابستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/06/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • داوود عبدی کرمانی، محمود فرزانه گرد*، سیده محدثه میری صفحات 6-39
    در این پژوهش یک واحد CAES فوق سرد به منظور تولید برق و انرژی سرمایشی در زمان اوج مصرف مورد بررسی قرار گرفته است و راندمان انرژی و دوره بازگشت سرمایه در شرایط کارکردی متفاوت محاسبه شده است. برای این منظور یک کد کامپیوتری در نرم افزار متلب توسعه داده شده که معادلات مربوطه را به روش تکرار با گام زمانی مناسب حل نموده است. نتایج نشان داد که با افزایش مراحل تراکم و انبساط، راندمان انرژی بهبود می یابد. همچنین با افزایش مراحل تراکم دوره بازگشت سرمایه سیستم کاهش یافته ولی با افزایش مراحل انبساط دوره بازگشت سرمایه سیستم زیاد می شود. مشخص شد زمانی که دمای مخزن با دمای محیط برابر است، سیستم بهترین کارایی را دارد. در بررسی یک نمونه حقیقی که توان خروجی 900 کیلووات را طی مدت زمان 4 ساعت تامین می کند، دوره بازگشت سرمایه برای متوسط قیمت برق مصرفی 15 سنت به ازای هر کیلووات ساعت، بدون در نظر گرفتن نرخ تورم 8 سال پیش بینی شد اما بر اساس روش ارزش خالص فعلی پس از گذشت 11 سال، سیستم پیشنهادی به سوددهی می‎ رسد.
    کلیدواژگان: ذخیره انرژی هوای فشرده، راندمان انرژی، راندمان اگزرژی، دوره بازگشت سرمایه، ارزش خالص فعلی
  • نیما ولدبیگی، سید مهدی ابطحی* صفحات 40-56
    در این مقاله به تحلیل دینامیک غیرخطی و کنترل ارتعاشات آشوبناک در یک سیستم انتقال قدرت چرخ ‏دنده به منظور حذف کامل نویزها پرداخته شده است. به منظور بررسی دینامیک آشوبناک سیستم، از ابزارهای عددی شامل مسیرهای صفحه فاز، مقاطع پوانکاره و نمودارهای دوشاخگی بهره برده شد که منجر به اثبات رفتار آشوبناک در سیستم غیرخطی شده است. سپس سیستم کنترلی نوین مبتنی بر نگرش مود لغزشی پیش بین ارایه شد به نحوی که با پیش بینی سطح لغزش مناسب در الگوریتم کنترلی تلفیقی مود لغزشی پیش ‏بین، اصلاح رفتار آشوبناک را در پی دارد. نتایج حاصل از شبیه ‏سازی سیستم مدار بسته کارآمدی سیستم کنترلی پیشنهادی را از منظر بهبود رفتار دینامیکی و کاهش مصرف انرژی در کنار حذف ارتعاشات آشوبناک نشان می ‏دهد.
    کلیدواژگان: آشوب، سیستم چرخ‏ دنده، دوشاخگی، کنترل مود لغزشی پیش ‏بین
  • محمدکاظم مویدی*، فرزانه لطفی، وحید آزادی طلب صفحات 57-79

    هدف از این مطالعه ارزیابی اثر بخشی سیستم گرمایش در گلخانه ای شیشه ای در دوره شبانه و روزانه است. در دوره روزانه با ایجاد تغییر در فشار فن ها بهترین حالت برای تامین دمای مناسب گلخانه بدست آمده است. در دوره شبانه نیز میزان تغییرات دما با باز و بسته کردن دریچه های جانبی و تغییر دمای کف سالن بررسی شده است. نتایج حاصل از مطالعه نشان میدهد با اختلاف فشار 100 پاسکال در دوره روزانه و دمای کف15 .323 کلوین با دریچه های بسته در دوره شبانه شرایط مناسب تری جهت پرورش گیاهان در خارج از فصل دارند.

    کلیدواژگان: گلخانه، دینامیک سیالات محاسباتی، انتقال حرارت تششعی، توزیع دما
  • حسین صیاد کشوری، مسعود مسیح طهرانی، سلمان ابراهیمی نژاد* صفحات 80-111
    این مقاله یک طرح کنترل مود لغزشی تطبیقی برای خودروی فرمان سیمی در زمان ترکیدن تایر در حضور عدم قطعیت های مدل سازی و اختلالات خارجی پیشنهاد می کند. برای برآورد زاویه لغزش جانبی خودرو پس از ترکیدن تایر، یک رویتگر مود لغزشی ارایه می شود تا زاویه لغزش جانبی را از طریق سرعت چرخشی و اندازه گیری های شتاب جانبی تخمین بزند. ابتدا یک کنترلر مود لغزشی تطبیقی (ASMC)، به عنوان یک کنترل کننده پایداری جانبی سطح بالا، برای محاسبه زاویه فرمان اصلاح شده و دستیابی سرعت چرخشی و زاویه لغزش به مقادیر مطلوب خود طراحی شده است. علاوه بر این، یک قانون تطبیقی در قانون کنترل گنجانده شده است تا بهره سوییچینگ را تخمین بزند به طوری که از اطلاعات محدود عدم قطعیت پیچیده جلوگیری شود. پس از آن، زاویه فرمان مورد نظر توسط یک کنترل کننده فرمان پایین تر از طریق کنترلر مود لغزشی تطبیقی برای یک سیستم فرمان سیمی (SBW) ایجاد می شود. نتایج شبیه سازی در نرم افزار متلب سیمولینک و کارسیم، کنترل پایداری مطلوب را برای مانورهای مختلف فرمان با ترکیدن تایر نشان داده و عملکرد جامع طرح کنترلر مود لغزشی تطبیقی را در ردیابی مسیر اصلی و کنترل پایداری جانبی مورد ارزیابی و بحث قرار می دهد.
    کلیدواژگان: کنترل رواداری خطا، خودروی فرمان سیمی، کنترلر مود لغزشی تطبیقی، ترکیدگی تایر، رویتگر مود لغزشی
  • عباس اسدی*، لیلا هاشمی صفحات 112-131
    در این مقاله، با توجه به محدودیت های موجود در تغییر طول فنر خطی و در مقابل، قابلیت طراحی و ساخت المان میراگر و فنریت غیرخطی مناسب در جاذب های انرژی، طرح یک جرم و فنر غیرخطی با المان میراگر جریان گردابه ای مغناطیسی برای کاربرد در تحریک ضربه متوالی ارایه شده است. در این مکانیزم فنریت غیرخطی و المان میراگر به ترتیب با استفاده از یک مکانیزم تلسکوپی و آهنربای نیودیمیومی طراحی شده است. معادله دینامیکی غیرخطی مسیله با استفاده از روش های عددی رانگ-کوتا مرتبه 4 و نیومارک بتا حل و صحت سنجی شده است. نتایج نشان می دهد با انتخاب طول بازوی تلسکوپی مناسب می توان علاوه بر تضمین همگرایی نتایج، انرژی اتلافی را نسبت به مکانیزم خطی تا چند برابر افزایش داد.
    کلیدواژگان: طراحی ضربه گیر، مکانیزم جرم و فنر غیرخطی، میراگر مغناطیسی، تحریک ضربه متوالی، افزایش اتلاف انرژی
  • صادق اسدی* صفحات 132-154

    بازده قانون اول ودوم سیکل بدست امده مقایسه شده،در صد انرژی خورشیدی تامین کننده سیستم در طول یک هفته محاسبه شده و در صورت نیاز برای جبران از سوختن گاز طبیعی استفاده شده که مقدار تولید کربن دی اکسید ناشی از این عمل محاسبه و گزارش شده است. مقدار انرژی مصوفی تامینی از کلکتور خورشیدی برای سیکل های مختلف مقایسه شده است که برای سیستم سری آمونیاک لیتیم نیترات 29.64 برابر همین سیکل با محلول آمونیاک سدیم تیوسانید است..

    کلیدواژگان: تبرید جذبی، آمونیاک نمک، انرژی خورشیدی، انرژی، اگزرژی
|
  • Davood Abdi Kermani, Mahmood Farzaneh-Gord *, Seyedeh Mohadeseh Miri Pages 6-39
    In this paper, a sub-coled CAES unit has been investigated to produce electricity and cooling demand during peak times, and energy efficiency and payback period have been calculated in different operational conditions. For this purpose, a computer code has been developed in MATLAB software by solving the relevant equations in repetition process with appropriate time step. The results showed that by increasing the compression and expansion stages, the energy efficiency improves. Also, increasing in compression’s stages, the system payback period has been decreased, while increasing in expansion’s stages, the system’s payback period has been increased. The system has the best its performance when the temperature of tank is equal to that of ambient. In the study of a real sample that provides 900 kW of output power over a period of 4 hours, the payback period for the average price of electricity consumed was 15 cents per kWh, excluding the 8-year inflation rate, but based on the current net value method After 11 years, the proposed system becomes profitable.
    Keywords: Compressed air energy storage, Energy Efficiency, Exergy Efficiency, payback period, Net Present Value
  • Nima Valadbeigi, Seyed Mahdi Abtahi * Pages 40-56
    In this paper at first the chaotic behavior of a spur gear system is investigated by the use of numerical tools including phase plane trajectories, Poincare’ section and bifurcation diagrams. in order to eliminate the chaotic oscillations, a novel controller on the basis of the predictive sliding mode control is proposed in which the sliding surface is predicted using the model predictive control theory and the control input is obtained. The simulation results of the feedback system depict the effectiveness of the controller in elimination of the chaotic vibrations along with the reduction of settling time, overshoots, and energy consumption.
    Keywords: chaos, Gear transmission system, Bifurcation, Model predictive sliding mode control
  • MohammadKazem Moayyedi *, Farzaneh Lotfi, Vahid Azaditalab Pages 57-79

    In some places with hard winters, the heat from sunlight and stored in the soil may not be enough to heat the greenhouse. In such a situation, the additional heat needed must be provided by heating systems. The purpose of this study is to evaluate the effectiveness of the heating system in a glass greenhouse with side air vents and mechanical fans in both night and day periods. In this study, seven different greenhouse designs have been investigated in two periods, day and night. In the daily period, by changing the pressure of the fans, tried to obtain the best condition for providing the appropriate temperature in the greenhouse. Also, in this period, the effect of sunlight on the flow field and temperature changes inside the hall were also investigated. In the night period, the amount of temperature changes by opening and closing the side valves and changing the temperature of the hall floor has been studied. The results of the research show that a greenhouse with a pressure difference of 100 pascal during the day and a greenhouse with a floor temperature of 323.15 K and side vents closed at night have more suitable conditions for growing plants in the off-season.

    Keywords: Greenhouse, Computational fluid dynamics, radiative heat transfer, temperature distribution
  • Hossein Sayad Keshvari, Masoud Masih-Tehrani, Salman Ebrahimi-Nejad * Pages 80-111
    This paper proposes an adaptive sliding mode control scheme for steer-by-wire (SBW) vehicles subject to tire burst in the presence of uncertainties and external disturbances. To estimate the lateral slip angle of the vehicle after the tire has burst, a sliding mode observer is provided to estimate the lateral slip angle through rotational speed and lateral acceleration measurements. First, an adaptive sliding mode controller (ASMC), as a high-level lateral stability controller, is designed to calculate the modified steering angle and achieve the desired rotational speed and slip angle. In addition, an adaptive rule is included in the control rule to estimate the switching gain so as to overcome the lack of information due to complex uncertainty. The desired steering angle is then created by a lower steering controller via an adaptive sliding mode controller for an SBW wired steering system. The simulation results in MATLAB Simulink and CarSim software show the optimal stability control for different steering maneuvers by bursting the tire. Finally, the comprehensive performance of the adaptive slip mode controller design in tracking the main track and controlling lateral stability is evaluated and discussed.
    Keywords: Fault tolerance control, steer-by-wire (SBW) vehicles, Sliding Mode Observer, adaptive sliding mode controller, tire burst
  • Abbas Assadi *, Leila Hashemi Pages 112-131
    In this article, considering the existing limitations in changing the length of the linear spring and, on the other hand, the ability to design and manufacture a suitable damper element and nonlinear spring in energy absorbers, the design of a mass and a nonlinear spring with a magnetic eddy current damping element for use in sequential shock excitation has been proposed. In this mechanism, the nonlinear spring and damping element is designed respectively using a telescopic mechanism consisting and neodymium magnet. The nonlinear dynamic equation of the problem is solved using Rong-Kota 4th order and Newmark beta numerical methods. The results show that by selecting the appropriate length of the telescopic arm, in addition to ensuring the convergence of the results, the energy lost can be increased several times compared to the linear mechanism.
    Keywords: Shock absorber design, Nonlinear spring, mass mechanism, magnetic damper, Sequential shock, Increased energy loss
  • Sadegh Asadi * Pages 132-154

    In this paper, we investigate a two-effect adsorption refrigeration system that works with ammonium lithium nitrate and sodium ammonia thiocyanate solutions. The energy required by these systems is supplied by a solar collector. The efficiencies of the first and second laws of the absorption refrigeration system are obtained in three parallel and inverse series series arrangements and are compared with each other. In this study, we showed that the amount of energy efficiency and exergy of the two-effect system in the series arrangement is the lowest among the three arrangements. The system works with ammonia solution of lithium nitrate at a lower temperature than the ammonia solution of sodium thiocyanate . Energy consumption is supplied through preheating and collector solar energy. The system with sodium thiocyanate ammonia solution uses more solar energy, which in the lowest case is 29.64% more than the system with sodium thiocyanate ammonia solution. Burning natural gas is the heat that comes from solar energy to get the energy consumed by the generator. bring. The amount of carbon dioxide produced by preheating combustion is obtained, which in its lowest case for a series arrangement with ammonia lithium nitrate solution is 72.16% less than the same arrangement with ammonium sodium thiocyanate.

    Keywords: Absorption refrigeration, ammonia salt, Solar Energy, energy, Exergy