فهرست مطالب

نشریه مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
سال هشتم شماره 1 (پیاپی 26، بهار 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/03/11
  • تعداد عناوین: 6
|
  • حمیدرضا شریفیان، زهرا عابدی، مجید عمیدپور*، امیرهومن حمصی، حمیدرضا غفارزاده صفحات 1-17

    در این تحقیق تاثیر پارامتر های مختلفی از قبیل جامل های انرژی ورودی، انرژی خروجی، مقدار API  و نفت خام ورودی مورد بررسی قرار گرفت. معیار مصرف انرژی واحد و معیار استاندارد به ترتیب 2/30 و 3/06 گیگاژول بر تن به دست آمد که مصرف ویژه انرژی کل 24/83 درصد کمتر از معیار استاندارد  است. استفاده از فناوری های نوین در راستای اهداف بهره وری سبز و افزایش درجه پیچیدگی، مهمترین پارامترهای موثر بر کاهش ردپای انرژی، افزایش معیار مصرف انرژی و استاندارد سازی پالایشگاه آبادان می باشد.

    کلیدواژگان: ردپای انرژی، بهره وری سبز، چگالی نفت خام، درجه پیچیدگی عملیات، سیستم مدیریت انرژی
  • کیوان فلاح* صفحات 18-31

    یک تکنیک مناسب برای جداسازی ذرات در سیستم میکروسیالی استفاده از دی اکتروفور الکتروفورزیس می باشد. دی اکتروفوریسیس پدیده ای است که به حرکت ذرات در یک میدان الکتریکی غیر یکنواخت که منجر به نیروهای الکترواستاتیک نامتوازن روی ذرات قطبی القایی می شود، اشاره دارد. از این رو، در مطالعه حاضر جداسازی سلول های پلاکت از سلول های قرمز خونی در جریان پیوسته توسط مکانیزم دی الکتروفورزیس بصورت عددی در کانال میکروفلوییدیک بررسی می شود. برای این منظور از از نرم افزار کامسول استفاده می شود. بمنظور اعتبارسنجی شبیه سازی حاضر، نتایج عددی حاضر با نتایج آزمایشگاهی محققان پیشین مقایسه می شود. اثر پارامترهای مختلف شامل اختلاف پتانسیل الکتریکی، سرعت جریان و فرکانس روی فرآیند جداسازی با جزییات مطالعه می شود. نتایج نشان می دهد که با اعمال میدان الکتریکی عمل جداسازی پلاکت ها از سلول های قرمز خونی انجام می شود. ولتاژ کم باعث می شود که پلاکت ها و سلول های قرمز خونی از یک سمت کانال خارج شوند در حالیکه ولتاژ بالا سبب برخورد گلبول های قرمز به جداره کانال می شود. با توجه به شرایط، یک طیف مشخصی از ولتاژ در دستگاه مورد نظر برای جداسازی سلولهای قرمز خون و پلاکت ها از هم مناسب می باشد. همچنین، با افزایش سرعت ورودی ذرات، مکان جداسازی در فاصله دورتری از ورودی اتفاق می افتد و فاصله بین دو ذره متوالی جدا شده گلبول های قرمز یا پلاکت ها بیشتر می شود.

    کلیدواژگان: میکروفلوئیدیک، کامسول، نیروی دی الکتروفورزیس، سلول های خون، پلاکت ها
  • عباس تقی پور*، عادل سعدونی صفحات 32-47

    با توجه به گسترش روزافزون کاربرد سامانه های هیدرولیکی در بخش های مختلف صنعت، توجه به مقوله ی مصرف انرژی و ارایه راهکارهای مناسب جهت بهینه سازی مصرف انرژی و بازیابی آن در مدارهای هیدرولیکی ضروری است. در این پژوهش تاثیر نانو ذرات و حجم انباره بر میزان مصرف انرژی، تغییرات درجه حرارت روغن گردشی در مدار و میزان نشت روغن در دو حالت مدار با روغن پایه و مدار با نانو روغن تحت تاثیر بارهای مختلف وارد بر محور موتور بررسی شد. بدین منظور از نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم (Tio2) به عنوان ماده ی افزودنی روغن و انباره با حجم های 5/1، 5 و10 لیتری برای بازیابی انرژی سامانه استفاده شد. جهت انجام پژوهش سامانه هیدرولیک بدون انباره و با انباره های مذکور طراحی، مونتاژ و نانو ذرات موردنظر با غلظت 5/0 درصد وزنی با روغن هیدرولیک ترکیب و مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمون ها در دو حالت، یک بار با روغن پایه و یک بار با نانو سیال (روغن پایه در ترکیب با دی اکسید تیتانیوم) انجام شد. با توجه به نتایج حاصل مشخص شد که کاربرد نانو ذرات به عنوان ماده ی افزودنی به روغن و سیستم بازیاب انرژی با کمک انباره ها تاثیر چشمگیری در بهبود میزان انرژی مصرفی، کاهش درجه حرارت روغن گردشی مدار و کاهش میزان نشت روغن داشته است.

    کلیدواژگان: نانو ذرات، بازیاب انرژی، انرژی مصرفی، انباره های هیدرولیکی
  • محمد خدابنده*، نادر پور محمود، ایرج میرزائی صفحات 48-61

    مراکز داده به اماکنی گفته میشود که سرور ها و تجهیزات IT را در خود جای میدهد. رک در شبکه و IT، سخت افزاری است که ماژول های سخت افزاری مانند سرور، ذخیره ساز [1]، سوییچ و تجهیزات ارتباطی و UPS و دیگر تجهیزات شبکه را در خود جای می دهد. بدین ترتیب در فضایی مناسب و امن، طبقات منسجمی برای نگهداری تجهیزات شبکه را فراهم می کند. با توجه به انتشار همیشگی گرما از رک ها مدیریت سیستم های توزیع هوا و سیستم سرمایشی در مراکز داده برای جلوگیری از تخریب بر اثر گرمای زیاد اهمیت ویژه ای دارد. هدف از مدیریت سیستم های توزیع هوا، حل مشکلات موجود در سرمایش مراکز داده، از جمله حداقل نمودن بازگشت هوای گرم، بای پس هوای سرد و حذف نقاط داغ است و همچنین می توان هزینه های زیاد ناشی از سیستم های سرمایش را کاهش و کارآیی آنها را بهبود بخشید.

    کلیدواژگان: مرکز داده، مدیریت توزیع هوا، شبیه سازی عددی، شاخص های دمایی
  • احمد نبهانی*، عباس کوثری نیا صفحات 62-77

    در این مقاله با کمک روش حل عددی رفتار ترموهیدرولیکی سیال در یک لوله مبدل حرارتی بررسی شده و هندسه بهینه همزمان دو آشوبگر نوار پیچشی سوراخ دار همراه با نانو سیال به منظور اکتساب بیشترین ضریب بهبود بهبود حرارتی ارایه شده است. تحلیل برای جریانی با محدوده عدد رینولدز 10000 تا 30000 و آشوبگر با سه گام متفاوت و چهار درصد متفاوت نانو سیال اکسید آلومنیوم در جریان، انجام گرفته است. با توجه به اثر دوگانه آشوبگر ها بر رفتار ترموهیدرولیکی سیستم، از مفهوم ضریب بهبود حرارتی که در بر دارنده همزمان اثر ضریب انتقال حرارت و ضریب اصطکاک است استفاده شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که با کاهش نسبت گام، عدد ناسلت افزایش می یابد. حداکثر مقدار افزایش عدد ناسلت در عدد رینولدز 30000 برای نسبت پیچش 5/2 است و حدود 3% می باشد. حداقل مقدار بهبود در نسبت گام 4 و عدد رینولدز 10000 اتفاق می افتد. ضریب عملکرد حرارتی برای تمام نسبت های پیچش مختلف، با افزایش عدد رینولدز روند کاهشی دارد و در نسبت پیچش های 5/2 و 25/3 و 4 حداکثر مقدار آنها به ترتیب 72/1 و 64/1و 61/1می باشد. همچنین با افزایش درصد حجمی نانو ذرات مقدار ضریب عملکرد حرارتی افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: بهبود انتقال حرارت، مبدل حرارتی، جریان آشفته، مغشوش کننده، نانوسیال
|
  • Hamidreza Sharifian, Zahra Abedi, Majid Amidpour*, Amirhooman Hemmasi, Hamidreza Ghaffarzadeh Pages 1-17

    The aim of this article is to analyze SEC critically in relation to refinery industrial energy efficiency. In this study, the effect of various parameters such as input energy carriers, output energy, API value, and input refining oil was investigated. Specific energy consumption of unit and standard criterion was obtained 2.30 and 3.06 Gj/ton, respectively, that the total specific energy consumption is 24.83% less than the standard criterion. The use of a high-tech process for promoting Green Productivity and increasing the degree of complexity is the most important parameter affecting the reduction of energy footprint, improvement of energy consumption criteria, and standardization of the Abadan oil refinery.

    Keywords: Energy Footprint, Green Productivity, API, Process Complexity Index, Energy Management System
  • Keivan Fallah* Pages 18-31

    An appropriate technique for separation of particles in microfluidic system is the use of dielectrophoresis (DEP), a phenomenon referring to the motion of a particle in a non-uniform electric field due to the unbalanced electrostatic forces on the particle’s induced dipole. Therefore, in current study, separating platelet cells from red blood cells in a continuous flow using dielectrophoretics (DEP) mechanism is numerically investigated in microfluidic device. To this approach, COMSOL Multiphysics software is used. To verify the simulation, the results are compared to previous experimental data. The effects of different parameters including voltage, flow speed and frequency on the separation of platelets are studied in details. The results reveal that successful separation of platelets from blood cells are occurred by applying voltages. Low voltage causes platelet cells and red blood cells to exit from one side of the channel while high voltage causes the red blood cells to collide with the channel wall. According to condition, a range of voltage is suitable for current device to efficiently separate red blood cells and platelets. Also, with increasing particle inlet velocity, the separation takes place farther from the inlet, and the distance between the two consecutive isolated particles of red blood cells or platelets increases.

    Keywords: Microfluidics, COMSOL Multiphysics, Dielectrophoretics force, Red blood cells, Platelets
  • Abbas Taghipoor*, Adel Saadoon Pages 32-47

    Due to the increasing use of hydraulic systems in different sectors of the industry, it is necessary to pay attention to the concept of energy consumption and to provide appropriate solutions to optimize energy consumption and recovery in hydraulic circuits. In this study, the effect of load on motor, effect of nano particles and capacity of accumulators were investigated on energy consumption, circulation oil temperature variations in the circuit and oil leakage in both circuit with base oil and nano-oil circuit. For this purpose, titanium dioxide nanoparticles (Tio2) as oil additives and accumulators with volumes of 1.5, 5 and 10 liters were used for energy recovery of the system. A hydraulic system was designed and assembled to conduct the research. The desired nano particles With concentration of 0.5 wt.% were mixed with a hydraulic oil and Was tested. The tests were performed in two modes, once with base oil and once with nano fluid (base oil in combination with titanium dioxide). The results showed that the application of nano particles as an additive to oil and energy recovery system with the help of accumulators had a significant effect on improving energy consumption, reducing circulation oil temperature and reducing oil leakage.

    Keywords: Nano particles, energy recovery, energy consumption, hydraulic accumulators
  • Mohammad Khodabandeh*, Nader Pourmahmoud, Iraj Mirzaie Pages 48-61

    Data centres are enabled by the possibility that servers and its equipments are embedded in the network and it is a hardware that incorporates hardware such as servers , servers , switches , and routers , and other network equipment . Therefore , in a safe and secure space , it will provide you a coherent class to maintain the network equipment due to the constant heat release from the orcs , the management of air distribution systems and the cooling system in data centers to prevent the damage caused by excessive heat . the aim of air distribution systems is to solve the problems in the cooling of the data centers , including minimizing the return of hot air , the cold air and the removal of hot spots . also high cost of cooling systems can be reduced and their efficiency can be improved . index parameters , which include orc cooling index ( rci ) , input and return heat index ( shi ) and return temperature index ( rti ) can play an important role in the performance analysis of air distribution systems . in this research , by numerical modeling of a data center with soft ware , we compare four temperature indexes and performance estimation of subsurface air distribution system . then by changing the current status by proposed methods , the distribution of input and output temperatures to servers are compared and the most suitable ones are proposed

    Keywords: Data center, air distribution management, numerical simulation, temperature indicators
  • Ahmad Nabhani*, Abbas Kosarinia Pages 62-77

    In this paper, Thermo-hydraulic behavior of flow in a heat exchanger pipe is investigated numerically and optimum geometry for the double perforated twisted tape turbulators and nano-fluid which produces the maximum thermal enhancement factor is determined. The analysis has been carried out for a flow range of Re= 10000 – 30000 and three different pitches with four different volume concentration of Al2O3 nano-fluid. Due to the twofold effect of turbulators on thermo-hydraulic behavior, thermal enhancement factor concepts are employed, which stands for both heat transfer rate and friction factor. Results show that maximum increase in Nu occurs at Re= 30000 and pitch ratio of 2.5 which is around 3% and the least increase occurs for pitch ratio of 4 at Re = 10000. The thermal enhancement factor decreases with increase of Re for all different pitch ratio and it is maximum value for pitch ration of 2.5, 3.25 and 4 are 1.72, 1.64 and 1.61 respectively. Also, thermal performance factor in creases with the increase of volume concentration of nanoparticles

    Keywords: Heat Transfer Enhancement, Heat Exchanger, NanoFluid, Perforted Twisted Tapes
  • Hadi Pourziaei Araban, Javd Alinejad*, Davood Domiry Ganji Pages 78-93

    The Lattice Boltzmann method (LBM) is employed to simulate heat transfer in flow past three arrangements of and horizontal and vertical rectangular obstacle under isothermal boundary condition. A thermal lattice Boltzmann BGK model is purposed to simulate the two dimensional forced convection for the governing parameters as Reynolds number, Re=100 and the Prandtl Number for laminar flow 𝑃𝑟=0.71. Pressure distributions, isotherms and streamlines were obtained. Vortex shedding maps are observed in detail for various cases and signified that lattice Boltzmann method can be effectively used to capture velocity fluctuations. The present results are in good agreement with existing experimental and numerical data.

    Keywords: lattice Boltzmann model, isothermal rectangular, Vortex shedding, Reynolds number