فهرست مطالب

فناوری های نوین در سیستم های انرژی - سال یکم شماره 3 (پیاپی 103، پاییز 1394)

نشریه فناوری های نوین در سیستم های انرژی
سال یکم شماره 3 (پیاپی 103، پاییز 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/08/10
  • تعداد عناوین: 6
|
  • محمدعلی امین یزدی * صفحات 1-14
    در این مقاله ارتعاشات اجباری غیرخطی صفحه های نازک دایره ای مواد هدفمند بر روی تکیه گاه الاستیک غیرخطی وینکلر-پاسترنک به کمک روش هموتوپی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور از فرضیه هندسی غیرخطی فومن کارمن برای استخراج معادله حرکت استفاده شده است. در این مساله شرایط مرزی صفحه بصورت الاستیک مقاوم در برابر چرخش و جایجایی درون صفحه درنظر گرفته شده است. در این تحقیق فرض شده است که قسمت زمانی تابع نیرو تحریک می تواند هر تابع متناوبی برحسب زمان باشد. با استفاده از روش گلرکین معادله های حرکت غیرخطی وابسته بهم به معادله غیرخطی مرتبه دوم دافینگ تبدیل گردید. از روش هموتوپی پرتوربیشن برای بررسی ارتعاشات صفحه دایره ای که در معرض جابجایی ها چندین برابر ضخامت خود صفحه قرار دارد استفاده شده است. در این تحقیق اثر پارامترهای نظیر دامنه ارتعاشی، پارامترهای تکیه گاه الاستیک، کسر حجمی و تغییرات مقادیر تنشهای شعاعی و محیطی بررسی شده است. بر اساس نتایج بدست آمده در نتیجه افزایش دامنه ارتعاشی نسبت فرکانسی نیز افزایش می یابد. این روند برای تغییر نسبت فرکانسی بازای تغییرات کسر حجمی بصورت معکوس می باشد. همچنین بر اساس نتایج بدست آمده روش هموتوپی با تقریب اول از دقت کافی در پیش بینی نتایج برای ارتعاشات اجباری غیرخطی صفحه های نازک مواد هدفمند برخوردار است. همچنین کسر حجمی و نسبت ارتعاشی تاثیر بسزایی بر تغییر پارامترهای بیان شده دارند.
    کلیدواژگان: ارتعاشات اجباری، صفحه دایره ای، روش هوموتوپی، مواد هدفمند
  • علی حسینی مقدم امامی* ، یوسف یاسی صفحات 15-25
    در دو دهه آخر قرن بیستم، بکارگیری میکرو توربین های هیدرولیکی توجه گسترده ی جهانی را در پی داشت. با توجه به حرکت جهانی به سمت تمرکز زدایی از تولید انرژی برقابی با روی آوری به نیروگاه های آبی مایکرو، برنامه ای در جهت طراحی توربین های مایکرو سازگار با شرایط سرزمینی ایران تدوین شد. توربین اسکرو یکی از توربین های آبی منتخب این برنامه است. توربین هیدروکویل یک میکروتوربین قابل حمل جریان محوری با هد و دبی پایین است. بطور کلی توریبن اسکرو با ایده گرفتن از پمپ مارپیچ ارشمیدس طراحی و ساخته شده است. در حال حاضر تنها یک سازنده در جهان این توربین را در دست تولید دارد که اطلاعات مربوط به آن را منحصرا در اختیار دارد. در این مقاله به منظور دستیابی به پارامترهای کاری توربین, عملکرد توربین در حالت مارپیچ با گام ثابت در شرایط هد متغیر مورد مطالعه عددی قرار گرفت. تحت شرایط مشابه این نتایج با نتایج بدست آمده توسط دانشگاه پنسیلوانیا مقایسه گردید. این مقایسه حاکی از تطابق نتایج می باشد. ضمن اینکه این مطالعه به تعیین و تحلیل رفتار توربین در شرایط متنوع توانی به منظور دستیابی به مشخصه های کاری توربین مشخصه های اصلی و مشخصه های بازدهی ثابت پرداخته است. این نتایج به نوبه خود زمینه های لازم را جهت ساخت و بهینه سازی توربین و بکارگیری گام های متغیر و اثرات آن بر روی رفتار توربین فراهم می سازد.
    کلیدواژگان: توربین با هد کم، هیدروکویل، گام ثابت، سرعت دورانی
  • محسن شفیعی، احمد قریب، رضا علایی * صفحات 26-34
    تشعشعات خورشید دارای توان بسیار بالایی است که این مقدار انرژی چندین هزار برابر مصرف جهانی است و همین مسئله توجه محققان برای بهره برداری از این حجم بالای انرژی به منظور برطرف کردن نیاز روز افزون مصرف جهانی را به خود معطوف کرده است در این تحقیق به کمک داده های تابش ایستگاه هواشناسی ساوه در دوره آماری سه ساله از سال 1393-1390 نسبت به یافتن مدل مناسب برآورد شدت تابش خورشیدی رسیده به سطح از روی آمار ساعات آفتابی اقدام شده است. همچنین نتایج بدست آمده را بصورت نمودارهای آماری مورد بررسی قرار گرفته است. لذا داده های خورشیدی را با نزدیک ترین ایستگاه هواشناسی منطقه نیز مورد بررسی قرار دادیم.
    کلیدواژگان: انرژی تابشی، ساعت آفتابی، مدلسازی، زاویه تابش
  • مریم کریمی، مهدی نیکنام شاهرک* صفحات 35-45
    ایجاد مشکلات متعدد عملیاتی به علت حضور آب در جریانات گاز طبیعی باعث شده است که فرایندهای نم زدایی به عنوان یکی از اصلی ترین واحدهای عملیاتی در پالایشگاه های گاز مورد توجه باشد. در این مقاله ضمن شبیه سازی واحد نم زدایی جمالی نیای پالایشگاه سرخس، اثر پارامترهای عملیاتی مختلف بر عملکرد دینامیکی بستر و میزان انرژی مصرفی سیکل احیاء از طریق شبیه سازی به کمک نرم افزارAspen Adsim مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج نشان می دهد، با کاهش دبی، کاهش دما و افزایش فشار می توان ضمن افزایش ظرفیت واحد جذب، میزان مصرف انرژی را در سیکل احیاء نیز کاهش داد.
    کلیدواژگان: نم زدایی، جذب سطحی، انرژی سیکل احیاء، نرم افزار Aspen Adsim
  • صادق مساعد قره چه *، محمودرضا خدنگی ماهرود صفحات 46-58
    یکی از راه های افزایش نرخ انتقال حرارت اضافه کردن نانوذره به سیال و ساخت نانوسیال می باشد. انتقال حرارت جابجایی آزاد در هندسه استوانه ای، به دلیل استفاده گسترده آن ها در صنعت و مهندسی شیمی از اهمیت زیادی برخوردار است. در این مقاله انتقال حرارت جابجایی آزاد توسط نانوسیال غیرنیوتنی در یک محفظه استوانه ای شکل، به کمک دینامیک سیالات محاسباتی مورد بررسی قرارگرفت. برای تهیه نانوسیال از دو نوع نانو ذره Al2O3 و TiO2 استفاده شد. تاثیر نوع و غلظت نانوذرات و نیز نسبت طول به قطر استوانه بر نرخ انتقال حرارت بررسی شد. استقلال حل از شبکه با آزمایش سه شبکه مختلف انجام شد و در نهایت بهترین شبکه از لحاظ دقت و زمان محاسبات انتخاب گردید. نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج حاصل از روابط تجربی معتبر مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج از تطابق خوبی با نتایج تجربی برخوردار بود. نتایج نشان داد که در غلظت های پایین نانوذره نرخ انتقال حرارت بصورت قابل توجهی افزایش می یابد. اما افزایش بیشتر غلظت نانوذره اثر منفی داشته و سبب کاهش نرخ انتقال می گردد. در واقع در یک غلظت بهینه برای نانوذره، میزان انتقال حرارت بیشینه است. همچنین نتایج نشان می دهد که اثر توزیع نانوذره TiO2 بیشتر از اثر توزیع نانوذره Al2O3 می باشد.
    کلیدواژگان: جابجایی آزاد، نانوسیال غیرنیوتنی، دینامیک سیالات محاسباتی، عدد ناسلت و ضریب انتقال حرارت
  • صفحات 59-63
|
  • Mohammad Ali Amin Yazdi * Pages 1-14
    In this paper the nonlinear forced vibration of thin circular functionally graded plate resting on Winkler-Pasternak and nonlinear Winkler foundation is investigated. The governing equations of the system are constructed using the von-Karman geometric nonlinear theory. Plates with edges elastically restrained against rotation and inplane displacement are analyzed. In this study, it is assumed that the plate can be subjected to any periodic distributed lateral loading with respect to time. The Galerkin method is used to reduce the nonlinear partial differential equations to a nonlinearly second-order ordinary differential equation for the central deflection. The Homotopy Perturbation Method is employed to analysis the vibration of the circular plate which is subjected to the vibration amplitude of the same or bigger order of the plate thickness. The effects of various parameters including large vibration amplitude, elastic foundation parameters and volume fraction on frequency ratio and variation of radial and circumferential stresses are considered. Based on the results, with increasing the vibration amplitudes the frequency ratio is increased, consequently. On the other hand, the variation of frequency ratio versus volume fraction is reversely. According to the results, the first approximation of HPM leads to highly accurate solutions for geometrically nonlinear vibration of circular thin FGM plates. Additionally, volume fraction and vibration amplitude affect the frequency ratio significantly.
    Keywords: Forced vibration, Circular Plate, Homotopy Perturbation Method, FGM
  • Ali Hosseini Moghadam Emami *, Yousef Yassi Pages 15-25
    In the last two decades of the twentieth century, using of hydraulic micro turbines has been wide attention globally. Due to the global move towards decentralization of electric energy production, by using of micro hydropower plants, a comprehensive program for the development of micro turbines compatible with the geographical conditions of Iran was proposed. Hydrocoil is one of the selected turbines of this program. Hydrocoil is a portable axial turbine with low head and flow. In general, the Hydrocoil is designed and built inspired by Archimedes screw pump. Currently, only one manufacturer in the world produce Hydrocoil and Technical information related to it is exclusively at the discretion of this manufacturer. In this paper, in order to achieve the operating Characteristic of the turbine, constant blade pitch hydrocoil , has been studied numerically. Under similar conditions, this results were compared with the results obtained by the University of Pennsylvania. This comparison proves the accuracy of the results. Furthermore, this study was to determine and analyze the behavior of turbines in various conditions in order to achieve working characteristics, main characteristics and constant efficiency characteristics of hydrocoil. These results provide necessary background to build and optimization of hydrocoil.
    Keywords: Low head turbine, Hydrocoil, Constant pitch, Rotational velocity
  • Shafiee , Ahmad Gharib , Reza Alayi * Pages 26-34
    The radiation Sun has a high power the amount of energy consumption is several thousand times and that for researchers to exploit the large amounts of energy in order to fulfill the increasing global consumption focused In this study, using data from the weather station Save radiation in a three-year period of 1393-1390 to find a suitable model to estimate the intensity to solar radiation reaching the surface of the statistics action is sunshine. The results obtained were analyzed for statistical charts. The solar data also examined at the nearest meteorological station.
    Keywords: Radiation, sundial, modeling, radiation angle
  • Maryam Karimi , Mehdi Niknam Shahrak * Pages 35-45
    Various problems due to presence of vapor water impurity in the natural gas flow have created dehumidification units in the natural gas refineries. In this article the effect of different operational parameters on the dynamic behavior of the adsorption bed and also consumed energy of desorption cycle of the Sarakhs' gas refinery dehumidification unit has been investigated via simulation using Aspen Adsim software. The obtained results indicated that increasing the inlet gas pressure as well as temperature and also molar flow decreasing will result in lower energy consumption for bed recovery and also higher capacity for the adsorption of water vapor.
    Keywords: Dehumidification, Adsorption, desorption cycle energy, Aspen adsim
  • Sadegh Mosaed Gharahche *, Mahmoud Reza Khadangi Mahrood Pages 46-58
    One way to increase the heat transfer rate adding nanoparticles to the fluid and is making Nano fluids. Free convection heat transfer in cylindrical geometry, due to their widespread use in the chemical engineering industry and is of utmost importance. In this study free convection heat transfer by Non-Newtonian Nano fluids in a cylindrical chamber, using computational fluid dynamics were studied. For prepare the Nano fluids two types of nanoparticles Al2O3 and TiO2 was used. Effect of type and concentration of nanoparticles and also the aspect ratio cylindrical heat transfer rate were investigated. Independency of mesh operation was carried out by testing three different mesh and finally was selected the best mesh in terms of accuracy and computational time. The results of the simulations were compared with the results of empirical correlations valid. The results were in good agreement with experimental results. The results showed that low concentrations of nanoparticles significantly increase the heat transfer rate. But further increase the concentration of nanoparticles has a negative effect and decrease the transmission rate. In fact, in optimum concentrations of nanoparticles, the maximum heat transfers. The results show that the distribution of TiO2 nanoparticles is greater than the effect of Al2O3 distribution.
    Keywords: Free convection, Nano fluids, Non-Newtonian fluids, Computational Fluid Dynamics, Heat transfer