نشریه دانشکده فنی دانشگاه تهران
سال سی و هشتم شماره 4 (پیاپی 86، آبان 1383)

در مقاله حاضر، مطالعه آزمایشگاهی بر روی ضریب انتقال حرارت در چگالش بخار R-134a در داخل لوله افقی صاف و همچنین لوله های افقی دارای سیم پیچ داخلی صورت گرفته است. دستگاه مورد استفاده در این بررسی، یک سیستم تبرید تراکمی بخار مجهز به کلیه وسایل اندازه گیری مورد نیاز است. این سیستم شامل یک کندانسور دو لوله ای از نوع جریان مخالف است که کندانسور اصلی نامیده می شود. آب خنک کن در لوله خارجی جریان می یابد در حالی که مبرد R-134a در لوله داخلی آن چگالیده می شود. در این مطالعه، داده های تجربی برای لوله صاف و همچنین لوله های دارای سیم پیچ با هفت هندسه متفاوت (گام و ضخامت مختلف) جمع آوری گردید. تحلیل داده ها نشان داد که نصب سیم پیچ در داخل لوله افقی (که کاملا به جداره داخلی لوله بچسبد) می تواند ضریب انتقال حرارت جابه جایی را تا حداکثر 85% نسبت به لوله های بدون سیم پیچ افزایش دهد. براساس داده های جمع آوری شده در این تحقیق، رابطه ای برای محاسبه ضریب انتقال حرارت در چگالش بخار در داخل لوله های مجهز به سیم پیچ بدست آمد.

در این مقاله ضمن بررسی نظریه مدهای بهنجار امواج داخلی (درونی) به یک مطالعه میدانی در خلیج فارس و همچنین شبیه سازی آزمایشگاهی پرداخته می شود. در ادامه این دو مورد با هم مقایسه و تفسیر می شود. مطالعات میدانی شامل منطقه ای در شمال غربی خلیج فارس است که پلوم آب رودخانه به آن می ریزد و همچنین چینش قوی چگالی در آن منطقه وجود دارد.
این مطالعه بر اساس تحلیل نیمرخ های تکراری اندازه گیری شده در منطقه مورد نظر که در دوره کامل جزر و مدی قراردارد، می باشد. مشاهدات بوضوح ساختار مدهای بهنجار امواج داخلی را نشان می دهد و ضخامت لایه ها بر اساس تغییرات شوری نسبت به عمق حدود 2 متر و بر اساس نیمرخ های سرعت افقی حدود 5 متر است که با نتایج محاسباتی بر اساس مدل تئوری مدهای بهنجار تطابق خوبی دارد.
در قسمت بعدی این مطالعه مجموعه ای از آزمایشها در یک مخزن آزمایشگاهی انجام می شود و پلوم آب با شارهای شناوری (متناسب با دبی) مختلف وارد مخزن با چینش چگالی می شوند و نمونه ای از ساختارهای لایه ای با ضخامتهایی را بوجود می آورند که با مقیاس عمق پلوم قابل مقایسه است. نمونه لایه های تشکیل شده? /H? 0.5)، ? طول موج وHعمق پلوم) با مدل تئوری ارائه شده همخوانی بسیار خوبی دارد. در عین حال با استفاده از توزیع چگالی میدانی مشاهده شده، معادله مد های بهنجار امواج داخلی به روش رانگ-کوتا حل و با نیمرخ های سرعت میدانی مقایسه شده که نتایج نسبتا خوبی را نشان داده است و از نظر کیفی با مدل آزمایشگاهی تطابق خوبی دارد.
عدد رینولدز (Re) میدانی بزرگتر از عدد رینولدز بدست آمده در شبیه سازی آزمایشگاهی است، بنابراین مدهای بهنجار در محیط دریایی با افزایش عمق از بین می روند. قابل ذکر است که اندازه گیری ها در خلیج فارس در یک محیط نیمه بسته دریایی انجام شده است ولی شبیه سازی آزمایشگاهی در محیط بسته بعمل آمده است به همین علت بعضی اختلافها در نتایج قابل اغماض است.

ساختار گردابه های بوجود آمده روی بالهای مثلثی شکل در زوایای حمله مختلف مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. این بررسی شامل تحلیل گردابه ها قبل و بعد از انفجار1 (Burst) بکمک روابط تجربی و تئوری بوده است. همچنین ضرایب نیروی عمودی و پسا و نیز موقعیت نقطه انفجار در حالتهای دائم و غیردائم (استاتیک و دینامیک) با داشتن اطلاعات تئوری و تجربی برای بال هایی با زاویه پسگرای 60 تا 75 درجه محاسبه گردیده اند. نتایج حاصله نشان میدهد که افزایش فرکانس تقلیل یافته، کاهش زاویه پسگرا و افزایش دامنه ارتعاش باعث افزایش نیروهای عمودی و پسا در حالت دینامیک میگردند. نیروهای دینامیکی در هنگام افزایش زاویه حمله بمراتب بیشتر از نیروهای استاتیکی در همان زاویه حمله می باشند ولی در هنگام کاهش زاویه حمله، این روند برعکس می شود. این پدیده باعث بوجود آمدن حلقه هیستریسیز2 می گردد.

یک لوله حرارتی با شیار مارپیچ از جنس مس و با سیال عامل اتانول که به موازات محور اصلی یک هواپیمای جنگی قرار دارد، برای خنک کاری مدارات بال آن، در هنگام دور زدن در هوا، در نظر گرفته شده است. این هواپیما در حین این حرکت، بطور همزمان، هم دارای حرکت دورانی حول محوری در فضا و هم دارای حرکت چرخشی حول محور اصلی خود خواهد بود. محدوده موئینگی، هم برای شیارها بصورت جداگانه، و هم برای کل لوله حرارتی، در حالت پایا، با استفاده از یک مدل ریاضی، محاسبه شده است. مشاهده می شود که حد موئینگی کاملا به شتاب دورانی (ar)، سرعت زاویه ای چرخش (w2) و زاویه بال هواپیما (?) وابسته میباشد و همچنین درمورد شیارها، حد موئینگی بستگی به زاویه شروع آنها در کندانسور0? هم دارد. یک محدوده 1g تا 10g برای arو یک بازه rad/sec [0.2-2] برای w2 در نظر گرفته شده است. در ادامه مشاهده می شود که حد موئینگی کل لوله (Qtot,cap) با افزایش مقدارar، ابتدا کاهش و سپس افزایش خواهد یافت. لیکن اثر w2 بر Qtot,cap، بصورت کاهنده خواهد بود. بعلاوه در مقایسه با کارهای انجام شده قبلی، خواهیم دید که دوران خالص بدون چرخش، باعث تخمین بیش از حد عملکرد HGHP خواهد شد. اگر چه در این مقاله حرکت کلی بصورت پایا در نظر گرفته شده است، ولی در حین چرخش، اثرات زوایای مختلف بال بر عملکرد HGHP بررسی گردیده است. این اثر بصورت کاهش حد موئینگی به ازای زوایای بزرگتر بال خواهد بود.

سرمایش و یا گرمایش سطوح تخت با استفاده از پاشش یک جت سیال بر روی آنها در بسیاری از کاربردهای صنعتی و مهندسی بویژه در شرایطی که شار حرارتی بالا باشد کاربرد دارد در این مقاله اثر نیروی شناوری در انتقال حرارت از یک صفحه تخت داغ که در معرض جت دو بعدی (شکافگونه) آرام و عمودی هوا قرار گرفته است بررسی شده است معادلات ممنتوم و انرژی حاکم بر این فرایند بر حسب تابع جریان و ورتیسیتی نوشته شده و به روش اختلاف محدود حل شده است. محدوده پارامترهای بکار رفته در این مفاله به این صورت است: عدد رینولدز 50-10، عدد ریچاردسون 5/0-0عدد گراشف 50-0، ارتفاع بی بعد نازل از سطح تارگت 3-2 نتایج بدست آمده برای جریان سطح آزاد، ضریب اصطکاک محلی و ضریب انتقال حرارت محلی را بصورت توابعی از اعداد رینولدز و گراشف و فاصله افقی از محور جت رسم کرده ایم. نتایج این بررسی نشان می دهد که ضریب انتقال حرارت محلی تابعی از اعداد رینولدز، گراشف و فاصله از محور جت می باشد تغییرات عدد نوسلت و نیز تنش برشی محلی با تغییر پارامترهای فوق مورد مطالعه قرار گرفت و مشاهده گردید که با افزایش اعداد رینولدز اثرات نیروی شناوری کاهش می یابد.

ماشینکاری الکتروشیمیایی یک روش مناسب و موثر در ماشینکاری اشکال پیچیده است که می توان این روش را برای جنسهای سخت بکار برد. از مزایای این روش، ماشینکاری سطوحی است که دسترسی به آنها مشکل و یا غیر ممکن است. بدین ترتیب یکی از روش های مناسب برای ماشینکاری خان درون لوله اسلحه هایی با کالیبر متوسط و بالا روش الکتروشیمیایی است. در این مقاله شبیه سازی سطوح ماشینکاری شده بوسیله این روش با استفاده از مدل ریاضی حاصل از دانش الکتروشیمیایی انجام گرفته و معادلات حاکم به روش عددی حل انجام شده اند. معادلات حاکم از نوع معادلات دیفرانسیل غیرخطی بوده که به ر وش تفاضل محدود رانچ کوتا حل شده اند. همچنین نتایج عملی این پروسه بر اساس پارامترهای ماشینکاری ذکر شده و در پایان نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج حاصل از آزمایشات عملی مقایسه گردیده است. این مقایسه نشان می دهد که مدل حاصل انطباق خوبی با نتایج عملی دارد.

در طی تحقیقات قبلی ترکیب آلیاژی Pb-2Sn-0.08Ca بعنوان ترکیب بهینه از آلیاژ سرب- قلع- کلسیم از نظر خواص مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی جهت ساخت الکترودهای آند در فرآیند الکترووینینگ مس بدست آمد. در این تحقیق به منظور بررسی ویژگی های الکتروکاتالیتیکی ترکیب آلیاژی فوق، واکنشهایی که در محدوده معین دانسیته جریان اعمالی تحت شرایط الکترووینینگ روی سطح الکترود آند سربی صورت می گیرد و نیز مطالعه سینیتیک و قابلیت برگشت پذیری این فرآیندهای اکسیداسیون - احیا، همچنین میزان تاثیر حضور کاتیونهای کبالت (Co2+) در الکترولیت روی کاهش اورپتانسیل واکنش آندی تجزیه آب از تکنیک ولتامتری سیکلی (یک الی هفت سیکل) در محدوده پتانسیل اعمالی 1300- الی 2600 میلی ولت نسبت به الکترود مرجع کالومل(SCE) و تحت سرعتهای روبش متفاوت استفاده شد. ترکیب فازی لایه های اکسید روی سطح الکترود سربی در محلول 180g/l H2SO4 در محدوده های مختلف پتانسیل آندی اعمالی توسط آنالیز XRD تعیین گردید.
نتایج نشان می دهند که همزمان با تشکیل لایه های متخلخل سولفات و کمپلکس های اکسی- سولفات سربII روی سطح الکترود سربی مقاومت الکتریکی سطح الکترود به شدت افزایش می یابد, در حالیکه فیلم فشرده اکسید سرب IVو(PbO2) که در پتانسیل های بالاتر از 4/1 ولت نسبت به الکترود مرجع کالومل تشکیل می شود ضمن دارا بودن خواص الکتروکاتالیتیکی خوب از هدایت الکتریکی بالایی نیز برخوردار می باشد. علاوه بر این فیلم مذکور عامل اصلی محافظت از زمینه سربی الکترود آند در برابر خوردگی و اکسیداسیون به شمار می رود. همچنین بررسی ها نشان می دهد که فرآیند اکسیداسیون منجر به تشکیل این فیلم محافظ نسبت به فرآیند احیا منجر به تخریب فیلم مذکور از نظر سینتیکی بسیار کندتر صورت می گیرد و در حضور کاتیونهای کبالت (Co2+) با غلظت ppm 100 اورپتانسیل واکنش آندی تجزیه آب به میزان بیش از mV200 کاهش می یابد.

ضریب فعالیت اجزاء محلول های چند تایی پایه آهن را می توان بوسیله روابط ریاضی از ضرایب تاثیر اندازه گیری شده برای اجزاء محلول های سه تایی آن محاسبه کرد اما ماهیت روش استخراج رابطه ریاضی مورد استفاده برای این منظور به گونه ای است که صرفا ضریب فعالیت محلول های چند تایی رقیق (محلول هایی که غلظت اجزاء حل شونده در آنها کوچکتر مساوی یک درصد باشد.) را می توان از اطلاعات موجود درباره محلول های سه تایی بدست آورد. در این نوشتار استخراج رابطه محاسبه ضریب فعالیت بر حسب ضرایب تاثیر با روشی دیگر انجام می گیرد. روش جدید استخراج رابطه نشان می دهد که محاسبه ضریب فعالیت محلولهای چند تایی پایه آهن بر اساس ضریب تاثیر اندازه گیری شده برای محلولهای سه تایی آن محدود به محلولهای رقیق نیست. بلکه برای کلیه محلولهای چند تایی اعم از رقیق و غلیظ در محدوده غلظتی که در محلول های سه تایی پایه آهن رابطه بین LnKi و i) xi و j اجزاء حل شونده هستند.) خطی است؛ از رابطه مذکور برای محاسبه ضریب فعالیت اجزاء محلول های چند تایی هم پایه می توان استفاده کرد.

فریت های منگنز روی با فرمول شیمیایی(Mn-Zn)Fe2O4 کاربرد زیادی در صنایع برق و الکترونیک دارند. این فریت ها عموما با روش مرسوم ساخت سرامیکها تولید می شوند. این روش که شامل فرایند کلسیناسیون مواد اولیه می باشد، به پارامترهای زیادی نظیر درصد مواد اولیه، خلوص مواد اولیه، دما، زمان و اتمسفر کوره حساس می باشد. از آنجا که این پارامترها می توانند سبب ایجاد ناخالصی و یا تولید اکسیدهای ناخواسته در فریت شوند که این خود سبب کاهش خواص الکتریکی و مغناطیسی فریت می گردد، بهینه کردن شرایط تولید فریت خصوصا در مرحله کلسیناسیون از اهمیت بالایی برخوردار است. در این تحقیق ابتدا درصد بهینه مواد اولیه لازم جهت تولید فریت با خلوص بالا برای فریت های منگنز روی تعیین شده است و سپس اثر دما و نیز اتمسفر کوره در فرایند کلسیناسیون بر روی ترکیب فریت حاصله مورد تحقیق قرار گرفته و خواص مغناطیسی پودر بهینه حاصله اندازه گیری شده است. نهایتا، مناسب بودن این پارامترها در فریت های منگنز روی با نسبت منگنز و روی مختلف نیز مورد مطالعه قرار گرفته است.

ذرات بلوری باریم هگزافریت (BaFe12O19) در حد نانومتر بروش سل-ژل احتراقی و با استفاده از ژل نیترات-سیترات در دو حالت استفاده از آمونیاک و سدیم هیدروکسید بعنوان عامل تنظیم کننده pH تهیه شدند. نتایج نشان دادند که ژلهای نیترات-سیترات در هر دو حالت پس از احتراق یک رفتار خود پیشرونده دارند. فرآیند تجزیه حرارتی ژلهای نیترات-سیترات و پودر خام حاصل از احتراق با استفاده از روش های XRD و DTA/TG مورد بررسی قرارگرفت و نتایج این بررسی ها نشانداد که باریم هگزافریت تک فاز در حالت استفاده از آمونیاک بعنوان عامل تنظیم کننده pH در دمای نسبتا پایین C900 تشکیل می شود. بررسی های SEM نشان داد که اندازه متوسط ذرات در حالت استفاده از آمونیاک بزرگتر از حالت استفاده از سدیم هیدروکسید می باشد. نتایج اندازه گیری های خواص مغناطیسی توسط دستگاه VSM نیز نشان داد که پودرهای تهیه شده از ژل حاوی آمونیاک دارای خواص مغناطیسی بهتری نسبت به پودرهای تهیه شده از ژل حاوی سدیم هیدروکسید می باشند

در این پژوهش میزان توانایی باکتری های بومی منطقه سرچشمه در حل کردن میکروبی کنسانتره مولیبدنیت مجتمع مس سرچشمه مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای این منظور گونه هایی از باکتری های تیوباسیلوس فرواکسیدانThiobacillus Ferrooxidans از پسابهای معدن مس سرچشمه جداسازی شده و به روش ظروف لرزان Shaking Flasks بر کنسانتره مولیبدنیت اثر داده شده اند. تاثیر افزایش دانسیته پالپ از 1% به 5%، تغییر محیط کشت از 9K به Norris وافزودن ماده Tween 80 بعنوان سرفکتانت مورد بررسی قرار گرفته است. حل کردن شیمیایی این کنسانتره نیز در شرایط مشابه انجام گرفته و نتایج به منظور مقایسه آورده شده است. نتایج حاصل از این بررسی حاکی از آن است که در حل کردن میکروبی مقدار مولیبدن محلول افزون بر شش برابر حل کردن شیمیایی بوده است. جدایش انتخابی پیریت و کالکوپیریت همراه با مولیبدنیت توسط این سویه از باکتری ها امکانپذیر است. چنانچه هدف از حل کردن میکروبی حذف مس و آهن همراه با مولیبدنیت باشد، استفاده از محیط کشت Norris یا بکارگیری Tween 80 با کوتاه کردن زمان انحلال منجر به کاهش هزینه می شوند.