فهرست مطالب

مهندسی مکانیک و ارتعاشات - سال هفتم شماره 1 (پیاپی 22، بهار 1395)

نشریه مهندسی مکانیک و ارتعاشات
سال هفتم شماره 1 (پیاپی 22، بهار 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/03/01
  • تعداد عناوین: 7
|
  • نادر رهبر*، مرضیه سیاه مرگویی صفحات 7-14

    ترموالکتریکها دستگاه های حرارتی حالت جامد هستند. آنها نیمه هادیهایی هستند که با استفاده از اثر سیبک تولید جریان الکتریکی و بر اساس اثر پلتیر به عنوان نیمه هادی خنک کننده استفاده میشوند. ترموالکتریک دارای قابلیتهای جالبی در مقایسه با دستگاه های برقی و خنککننده های معمولی است. عدم وجود قطعات در حال حرکت منجر به افزایش قابلیت اطمینان، کاهش در تعمیر و نگهداری، و افزایش عمر سیستم میشود. عدم وجود سیال باعث کاهش آلودگیهای زیست محیطی شده و همچنین بیصدا بودن آن مزیت بسیار مهمی است. با توسعه سریع فناوری درزمینه ساخت مواد نیمه هادی، امروزه ترموالکتریکها توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. در این مقاله مروری مختصر بر فناوری ترموالکتریک، مواد ترموالکتریک و کاربرد آن درزمینه سرمایش صورت گرفته است

    کلیدواژگان: ترموالکتریک، مواد ترموالکتریک، تک طبقه، دوطبقه
  • مهدی خواجه وند، علی حیدری*، مصطفی مافی صفحات 15-21

    در این تحقیق ، ابتدا واحدهای بازیافت حرارت به عنوان راه حلی مناسب در صرفه جویی انرژی معرفی می گردد. در ادامه به تحلیل بازیافت حرارت از گازهای داغ خروجی تاسیسات تقویت فشار گاز قزوین پرداخته شده و میزان اتلاف انرژی آن، از طریق تخلیه گازهای داغ خروجی از دودکش توربین های گازی موجود به محیط تعیین گردیده است، برای این کار با توجه به اطلاعات مربوط به ایستگاه تقویت فشار قزوین و با کمک نرم افزار آسپن هایسیس ابتدا جریان انرژی موجود در گازهای داغ خروجی از دودکش در دو حالت بیشینه و کمینه دور توربین شبیه سازی شده و ظرفیت برداشت حرارت در دو حالت استخراج گردید. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که برای یک واحد50 مگاواتی نزدیک به90 مگاوات اتلاف انرژی وجود دارد لازم به ذکر است که ظرفیت برداشت حرارت تا اندازه زیادی به دبی و دمای گاز خروجی وابسته هست. در ادامه با توجه به پیشنهادهای موجود و به عنوان یک نمونه، حرارت حاصله از گازهای داغ خروجی از دودکش در حالت بیشینه دور توربین به عنوان مولد یک نیروگاه بخار استفاده شده و پارامترهای موثر آن نظیر فشار خروجی توربین و پمپ و دمای ورودی به مبدل بازیافت حرارت مورد بررسی قرار می گیرد.

    کلیدواژگان: مبدل بازیافت حرارت، ایستگاه تقویت فشار گاز، بازیافت انرژی حرارتی، توربین گاز
  • هادی کارگر شریف آباد*، میکائیل فراتی صفحات 22-26

    مطالعه روی نوع جریان، جهت طراحی و بهبود سیستم های مکانیک سیالات لازم می باشد. که در این میان ابزار های جدید اندازه گیری سرعت ، نظیر جریان سنج سیم داغ ، دستگاه بادسنج لیزری و سرعت سنجی تصویر ذرات کاربرد بیشتری دارند. در این مطالعه سعی شده به تیوری عملکرد ،کاربردها ، مزایا ، معایب و... این سه روش پرداخته شود. با توجه به بررسی های انجام شده مشخص شده روش جریان سنج سیم داغ بیشتر در جاهایی مناسب است که گرمای کمتر و صحت پایین تری مد نظر است، همچنین در جاهایی که تحرک کمتری وجود دارد(بعلت گرفتن عکس های متوالی) و هزینه راه اندازی کمتری مد نظر است بهترین روش، سرعت سنجی تصویر ذرات می باشد ، در جاهای حساس و دقیق و همچنین در سیالات و گازهایی که سرعت بالا تری دارند بهترین روش ارزیابی سرعت می تواند روش بادسنج لیزری باشد.

    کلیدواژگان: بادسنجی دوپلر لیزری، بادسنجی سیم داغ، سرعت سنجی تصویر ذرات، اندازه گیری سرعت، نور لیزر
  • سعید اسدی، احد عابدینی* صفحات 27-34
    در تحقیق حاضر، سامانه سرمایش ترکیبی شامل مبدل حرارتی زمین به هوا و سقف استوانه ای مورد مطالعه قرار گرفته است. در سامانه پیشنهادی، مبدل حرارتی زمین به هوا به عنوان سامانه سرمایش غیرفعال و سقف استوانه ای به عنوان تهویه گر طبیعی، برای تحقق شرایط آسایش حرارتی و نیز تامین بار برودتی مورد نیاز ساختمان در شهر سمنان استفاده شده اند. ابتدا هوای بیرون با عبور از روی سقف سرعت گرفته و کاهش فشار آن باعت تخلیه هوای داخل ساختمان می گردد که این خلا نسبی در اتاق هوای خنک شده در کانال زیرزمینی را به داخل ساختمان وارد می کند و باعث سرمایش اتاق می شود. شبیه سازی جریان هوا در مبدل حرارتی زمین به هوا، سقف استوانه ای و اتاق توسط نرم افزار فلوینت به صورت سه بعدی حل شد، برای این کار ساختمان و مبدل حرارتی در یک کانال به ابعاد 120×40×40 متر به عنوان فضای محاسباتی قرار داده شده اند. سپس با داده های به دست آمده، دمای خروجی از مبدل حرارتی زمین به هوا به صورت عددی با کد رایانه ای متلب محاسبه گردید و در نهایت دمای نهایی اتاق به دست آورده شد. نتایج نشان می دهد که سامانه معرفی شده توانایی برقراری شرایط آسایش حرارتی را با 2 لوله Lr=7.14 و dr=0.082 برای فضای مورد بررسی در شهر سمنان را داراست. همچنین با توجه به نتایج به دست آمده، گشودگی مناسب برای دهانه سقف برابر Ar=0.082 است. در این تحقیق، اثر عوامل مختلف بر میانگین دمای اتاق مانند سرعت باد، قطر گشودگی دهانه سقف، قطر، طول و تعداد لوله های مبدل حرارتی زمین به هوا بررسی شد.
    کلیدواژگان: مبدل حرارتی زمین به هوا، سقف استوانه ای، غیرفعال، تهویه
  • احسان جمشیدی*، بهرام جمشیدی، فاطمه تقی خاکی، علیرضا ارغوان صفحات 35-39

    یکی از روش های متداول شناسایی آسیب در سازه ها و تعیین محل و شدت آسیب در آنها بررسی تغییرات پارامترهای مودال سازه قبل و بعد از بروز آسیب است. در این روند که اغلب بر پایه روش های بهینه سازی هستند، یک تابع هدف بر پایه فرکانس های طبیعی و یا شکل مودهای سازه و یا هر دو به کار برده می شود.در این مقاله سعی می شود مروری اجمالی بر تحقیقات پیشین در خصوص شناسایی آسیب براساس پارامترهای مودال و توابع هدف متداول در مرحله بهینه سازی در فرایند شناسایی آسیب انجام گیرد. به این منظور، روش های شناسایی آسیب براساس فرکانس طبیعی، شکل مود، انحنای شکل مود و هردو، شکل مود و فرکانس طبیعی مرور می شوند. در ادامه با توجه به اهمیت بالای توابع هدف در فرایند شناسایی آسیب، توابع هدف بر پایه معیار اطمینان مودال، ماتریس انعطاف پذیری و فرکانس های طبیعی و شکل های مود مقایسه می شوند.

    کلیدواژگان: شناسایی آسیب، پارامترهای مودال، تابع هدف، فرکانس طبیعی، شکل مود، ماتریس انعطاف پذیری، انحنای شکل مود
  • سعید عمادالدین، احد عابدینی اسفهلانی* صفحات 40-48

    در این مقاله به تاثیر افزودن نانو ذرات مس به سیال پایه بر تولید آنتروپی درون فضای حلقوی هم مرکز افقی تحت شرایط دما ثابت پرداخته می شود. جریان سیال درون سیلندر آرام و سیلندر خارجی دوران می کند. دمای سیلندر خارجی از سیلندر داخلی بیشتر و اختلاف دمای دو سیلندر همواره ثابت است. افزودن نانو ذرات به سیال پایه در شرایط مرزی ثابت تاثیر بسیار کمی بر توزیع دما دارد. با افزایش عدد برینکمن میزان تولید آنتروپی افزایش و با اضافه نمودن نانو ذرات میزان تولید آنتروپی کاهش می یابد. تاثیر ترم اصطکاک و انتقال حرارت بر تولید آنتروپی کل بررسی شد و مشخص شد که در این مسیله ترم اتلاف لزجت در تولید آنتروپی تاثیر بیشتری دارد. نتایج نشان داد که با افزایش عدد رینولدز میزان تولید آنتروپی افزایش می یابد و افزودن نانو ذرات موجب افزایش عدد ناسلت تا 30% می شود.

    کلیدواژگان: تولید آنتروپی، فضای حلقوی هم مرکز، نانو ذرات، نانو سیال، عدد ناسلت
  • نیما اسدی ده میراحمدی، محمدجواد رضوانی* صفحات 49-54

    در این مقاله، ضربه پذیری لوله های مخروطی جدارنازک شیاردار با استفاده از شبیه سازی عددی در نرم افزار LS-DYNA تحت بارگذاری دینامیکی بررسی می شود. برای این منظور، شیارهای داخلی و خارجی با فاصله یکسان بر روی لوله مخروطی ایجاد شده تا تغییر شکل پلاستیک از محل شیار شکل گرفته و چین هایی به صورت متقارن بوجود آید. هدف از این مطالعه، بررسی تعداد شیار و عمق شیار در جذب انرژی، نیروی بیشینه لهیدگی و راندمان نیروی لهیدگی می باشد. نتایج حاصل از شبیه سازی عددی نشان می دهد که با افزایش تعداد شیار تغییر محسوسی در نحوه چین خوردگی نمونه ها مشاهده نمی شود. همچنین، با افزایش تعداد شیار جذب انرژی و نیروی ماکزیمم لهیدگی کاهش یافته و نوسانات منحنی نیرو-جابجایی به صورت یکنواخت تر ایجاد می شود. علاوه بر این، کاهش عمق شیار منجر به بهبود مشخصات ضربه پذیری لوله مخروط شیاردار می شود.

    کلیدواژگان: مخروط شیاردار، بارگذاری دینامیکی، جذب انرژی، نیروی ماکزیمم لهیدگی
|
  • M.siahmargoi, N.rahbar* Pages 7-14

    Thermoelectrics are solid-state devices. They are semiconductors that produce electricity using based on the Seebeck and Peltier effect as semiconductor cooler. Thermoelectric has interesting features compared to conventional cooler and electrical appliances. The absence of moving parts result in increasing reliability, reducing maintenance, and increasing the system life. Lack of fluid reduces environmental pollution as well as being quiet which is a great advantage. With rapid development of technology in the field of semiconductor materials, thermoelectric has attracted a lot of attention these days. In this paper the thermoelectric technology, materials, application in the field of cooling has briefly reviewed.

    Keywords: Thermoelectric, Thermoelectric materials, One-stage, Two-stage
  • Mahdi Khajevand, Ali Heydari *, Mostafa Mafi Pages 15-21

    In this study First, The heat recovery unit as an appropriate solution The energy savings will be introduced. Went on to study heat recovery from the hot exhaust gas compression facilities Qazvin And the waste of energy, The evacuation of hot gases through the exhaust flue gas turbines on the environment has been determined For this work, according to data compression station Qazvin Aspen software with the help of the flow of energy in the hot gas exhaust flue Haysys first in both the max Simulation results show that for a unit of 50 MW to 90 MW of energy waste is near imum and minimum simulated turbine and heat removal capacity in both Grdyd extraction. Dark The heat removal capacity is largely dependent on the flow rate and temperature of the exhaust gas Then, according to the existing proposals and as an example, heat generated from the hot exhaust gases from the chimney at a power plant generating steam used as the maximum speed turbine and turbine output parameters such as pressure and pump inlet temperature of heat recovery exchanger examined Placed.

    Keywords: recovery of heat exchangers, gas compressor stations, recycling thermal energy, gas turbine
  • Hadi Kargar Sharifabad *, mikaeil forati Pages 22-26

    Study on the type of flow, to design and improve the mechanical systems necessary fluids. May in the new speed measurement tools, such as hot wire flowmeter Hot wire Anemometry, laser dog vane ( Laser Doppler Anemometry ) and the image of the particle image velocimetry poll particles more application of this study was trying to operating theory, applications, benefits and drawbacks. The three methods paid attention to the study conducted HWA method in places where it is appropriate to less heat and lower accuracy is concerned, as well as in places where there is less mobility (due to take pictures of successive) and cost less launch is considered the best method, PIV method is sensitive places and accurate and also of fluids and gases that have a high speed, the best way to assess could LDA that maintain speed.

    Keywords: Laser Doppler Anemometery, hot wire, the poll image velocimetry, measurement of the particles, laser light
  • Saeed Asadi, Ahad Abedini * Pages 27-34
    In this study, a hybrid cooling system, including ground-to-air heat exchanger and a cylindrical roof is studied. In the proposed system, the ground-to-air heat exchanger cooling system passive system and cylindrical roof as natural ventilation, to achieve thermal comfort conditions and also supplies the required cooling load of the building in the city of Semnan have been used.The outside air is then passed over the roof, increasing speed and reducing pressure leads to indoor air is evacuated where the relative vacuum in the room leads to cool air in underground channels conducted into the building. Simulation of three-dimensional air flow in the heat exchanger surface-to-air, cylindrical roof and the room was solved by Fluent software. For this building and the heat exchanger in a channel with dimensions 120 × 40 × 40 meters have been placed as computing space. The data, ground-to-air outlet temperature of the heat exchanger was calculated numerically with MATLAB computer code and finally the temperature was brought to the room. The results show that the system with 2 tube dr = 0.082 for the space Lr = 7.14 can be abstain comfort condition in Semnan. Also according to the results, opening for the roof span is Ar = 0.082. In this study, the effect of different factors such as wind speed, average room temperature, the aperture diameter of roof, diameter, length and number of tubes ground-to-air heat exchanger was investigated.
    Keywords: ground-to-air heat exchanger, cylinderical roof, passive, ventilation
  • Ehsan Jamshidi *, Bahram Jamshidi, Fatemeh Taghi Khaki, Alireza Arghavan Pages 35-39

    One of the common methods of structural damage detections and identification of location and severity of the damage in structures is investigation of changes in modal parameters before and after damage. These methods which are mostly based on optimization techniques use an objective function based on natural frequencies and mode shapes. This paper reviews previous researches in damage detection techniques based on modal parameters and common objective functions used in the optimization stage in the damage detection process. To this end, damage detection methods based on natural frequency, mode shape, curvature mode shape and both of mode shape and natural frequency are reviewed. In the following, due to high importance of objective function in the damage detection process, objective functions based on modal assurance criterion, flexibility matrix and natural frequency and mode shapes are compared

    Keywords: Damage Detection, Modal parameters, Objective function, Natural frequency, Mode Shape, Flexibility Matrix, Curvature Mode Shape
  • Saied Emadodin, Ahad Abedini Esfahalani* Pages 40-48

    In this study entropy generation inside horizontal concentric annulus for Cu Nano-fluid (water) under the constant-temperature conditions has been investigated. The fluid flow inside the cylinder is laminar and the outer cylinder is rotating. The temperature of the outer cylinder is higher and the temperature difference of the two cylinders is always constant. (Result show) Adding nanoparticles to the base fluid at constant boundary conditions has very little effect on the temperature distribution. As the Brinkman number increases, the entropy generation increases where using nanoparticles in the base fluid decreases entropy generation. Friction and heat transfer effects on the total entropy has been studied. It has been shown viscous dissipation is more effective in entropy generation. Extracted results shows that as the Reynolds number increase, the amount of entropy generation increases, and adding nanoparticles lead to the increase of Nusselt number up to 30 percent.

    Keywords: Entropy Generation, concentric annulus, nanoparticles, Nano-fluid, Nusselt number
  • Nima Asadi Dehmirahmadi, M.J.Rezvani* Pages 49-54

    In this study, Numerical investigation of energy absorption of conical grooved tubes under dynamic axial load by LS DYNA was considered. In order to achieve axisymmetric collapse mode inner and outer grooves were created around the surface of conical tubes. The purpose of this study was consideration of the effects of number of grooves and grooves deeps on energy absorption and crush force efficiency. The results indicate that with the increase in number of grooves the collapse modes would not change. In addition to this, with the increase in number of grooves maximum crush load and collapse modes decrease but the force-displacement curves would be smoother

    Keywords: Specific energy absorption, Crush force efficiency, energy absorbing bumpers, Total energy absorbed, average energy absorbed