فهرست مطالب
نشریه مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
سال سوم شماره 2 (پیاپی 7، تابستان 1395)
- تاریخ انتشار: 1395/05/11
- تعداد عناوین: 5
-
صفحات 1-10
در این مقاله با استفاده از یک حل عددی اثر زاویه محفظه بر روی شبیه سازی رفتار ذوب یک ماده تغییر فاز دهنده مورد بررسی قرار می گیرد. در مسیله مورد بررسی، یک گرم کن در دیواره سمت چپ قرار گرفته است. دیواره سمت راست و دیواره های افقی به ترتیب در دمای پایین تر از دمای ذوب و عایق حرارتی فرض شده اند. معادلات حاکم بر مسیله در ابتدا با یکدیگر کوپل شدهاند، سپس به شکل بیبعد خود انتقال یافتهاند و در نهایت به روش المان محدود با استفاده از کدنویسی کامپیوترسلوشن و زبان متلب حل شده است. در روش حاضر شبکه محاسباتی به صورت ثابت در نظر گرفته شده و به منظور مدل سازی فرآیند تغییر فاز از روش آنتالپی متخلخل استفاده شده است. در مدل حاضر جریان سیال در منطقه خمیری به عنوان جریان در یک محیط متخلخل در نظر گرفته شده است. زوایای 0 تا 60 درجه به منظور بررسی تاثیر زاویه محفظه بر رفتار ذوب ماده تغییر فاز دهنده مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان می دهند که افزایش زاویه محفظه از 0 تا 60 درجه، سبب رفتار ذوب یکنواخت تری شده و میزان انتقال حرارت و نهایتا میزان کسر فاز مایع را افزایش می دهد و در نتیجه افزایش زاویه محفظه می تواند کنترل بسزایی بر روی فرآیند ذوب در فرآیند های تولید داشته باشد.
کلیدواژگان: تغییر فاز، ذوب، فرمولاسیون آنتالپی تخلخل، روش عددی شبکه ثابت، زاویه محفظه -
صفحات 11-15
در این تحقیق، ابتدا نمونه های فولاد 4140 در دمای 850 درجه سانتی گراد به مدت 1 ساعت حرارت داده شدند. سپس در دمای 720 درجه سانتی گراد به مدت سه دقیقه نگهداری و به حمام نمک با دماهای متفاوت 380، 400، 420 و 450 درجه سانتی گراد به مدت 4 دقیقه منتقل و در نهایت در آب کوینچ گردیدند. بر اساس نتایج تست کشش با افزایش دمای حمام نمک (دمای آستمپرینگ) مقادیر استحکام تسلیم، استحکام کششی و ازدیاد طول کاهش یافت. شکست نگاری نمونه های تست کشش با میکروسکوپ استریو نشان داد که با افزایش دمای حمام نمک، سطح شکست از نرم به ترد تغییر کرد.
کلیدواژگان: بینیت، مارتنزیت، استحکام تسلیم، استحکام کششی، سطح شکست -
صفحات 27-33
یکی از کاربردهای علم نانو کنترل انتشار آلاینده ها می باشد. در عصر حاضر، آلودگی های موجود در هوا از جمله آیروسل ها یکی از جدیدترین مواردی هستند که مورد توجه قرار گرفته اند. از آنجایی که پژوهش های اندکی در زمینه ی مدل سازی فیلتراسیون نانوذرات و استفاده از گرادیان دما درون محفظه ها صورت گرفته است لذا در مقاله ی حاضر، تاثیر تغییرات عدد لویس (Ln) سیال حاوی نانوذره و پارامتر ترموفروسیس بر مشخصه های انتقال حرارت و غلظت ذرات در جریان جابجایی طبیعی جریان آرام درون یک محفظه ی بسته مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که افزایش مقدار Ln تا 103، موجب کاهش عدد شروود متوسط می شود و برای سایر مقادیر Ln، مقدار عدد شروود متوسط تقریبا ثابت باقی می ماند. عدد ناسلت متوسط برای استوانه ی دایره ای نیز یک چنین رفتار مشابهی داشت در صورتی که برای دیواره ی سمت چپ عدد ناسلت متوسط تقریبا ثابت باقی ماند. نتایج به طور واضح نشان می دهند که با کاهش Ln مقدار غلظت ذرات در زمان نهایی کاهش می یابد. بررسی ها نشان داد که به ازای مقادیر مختلف پارامتر ترموفروسیس، اعداد ناسلت و شروود متوسط , غلظت نهایی نانوذرات تغییر معناداری ندارد.
کلیدواژگان: نانوذرات، عدد لویس، پارامتر ترموفروسیس، فیلتراسیون -
صفحات 35-40
در این مقاله، یک چرخه ترکیبی توان و تبرید که شامل چرخه رانکین ارگانیک و چرخه تبرید اجکتوری می شود، مطالعه شده است. خواص فیزیکی و ترمودینامیکی هفت سیال عامل، شامل سیال های خشک (R227ea، R236fa،R245fa ،R601a ،RC318 ) و آیزنتروپیک (R124،R142b )، در چرخه مطرح شده بررسی شدند و عملکرد آنها با هم مقایسه گردیدند. با فرض نسبت توان به تبرید ثابت، اثرات شرایط کاری مختلف شامل دمای ورودی توربین، دمای تبخیر کننده و نسبت انبساط توربین بر روی عملکرد چرخه بررسی گردید. بازده اگزرژی چرخه، با کاهش دمای تبخیر کننده و افزایش نسبت انبساط توربین افزایش یافت. با افزایش نسبت انبساط توربین، بازده انرژی چرخه نیز افزایش یافت. افزایش دمای ورودی توربین، باعث افزایش نرخ تخریب کل چرخه گردید. بر اساس نتایج به دست آمده، R124 در بین سیال های مطالعه شده بهترین عملکرد را دارد چون با افزایش دما و نسبت انبساط توربین و دمای تبخیر کننده دارای بیشترین بازده اگزرژی می باشد.
کلیدواژگان: چرخه رانکین ارگانیک، چرخه تبرید اجکتوری، سیال عامل، مقایسه، اگزرژی -
صفحات 41-54
هدف این مقاله بررسی دقت مدل های مختلف در شبیه سازی انتقال حرارت جابجایی طبیعی نانوسیال ها می باشد. در این پژوهش روش های تک فازی و دو فازی در رویکرد اولری - اولری، مقایسه می شوند. در این راستا جابجایی طبیعی نانوسیال با سه روش تک فازی، دوفازی مخلوط، دو فازی اولری، مورد بررسی قرار گرفته است. شبیه سازی ها برای یک حفره مربعی که سطوح بالا و پایین حفره کاملا ایزوله بوده و دیواره سمت چپ به عنوان دیواره گرم و دیواره سمت راست به عنوان دیواره سرد می باشد، انجام شده است. در این شبیه سازی از نانوسیال آب - آلومینا با نسبت های حجمی 1/0%، 3/0%، 1%، 2%، 3% و 4% استفاده شده است. نتایج نشان می دهند که در عدد رایلی و غلظت نانو ذرات پایین تر، مدل ها نتایج نزدیکتری به هم ارایه می دهند و در اعداد رایلی و غلظت نانوذرات بیشتر، تفاوت مدل ها قابل توجه می شود. از میان مدل های مختلف، مدل اولری بیانگر انتقال حرارت کمتری نسبت به سایر مدل ها بوده و نتایج حاصل از این مدلسازی به نتایج تجربی نزدیکتر است. همچنین در مدلسازی اولری با افزایش نسبت حجمی نانوذرات، عدد ناسلت کاهش می یابد که با نتایج تجربی همخوانی دارد.
کلیدواژگان: نانوسیال، جابجایی طبیعی، مدل دو فازی، ترموفورسیس
-
Pages 1-10
This paper present a numerical study aimed at understanding the impact of the inclination angle on simulated phase change heat transfer. A heater was on the left wall. The right wall and horizontal walls are assumed at temperature lower than the melting temperature and thermal insulation, respectively. The governing equations of the problem, at first are coupled with each other, then transferred to the non-dimensional form, finally are solved by the aid of a finite element code written in MATLAB programing language associated with computer solution subroutines. In the present solution approach, computational grid is considered to be fixed and the enthalpy-porosity model is employed for modeling phase change process. This approach models fluid flow within the mushy region as flow through a porous medium. In this problem the angles 0 to 60 to evaluate the effect of melting behavior the phase change material have been investigated. Numerical results show that increasing inclination angle from 0° to 60° degrees, due to melting behavior uniform and thus increase the inclination angle could have a significant impact on the melting control in the production processes.
Keywords: Phase Change, Melting, Enthalpy Porosity Formulation, Fixed-Grid Numerical Method, Inclination Angle -
Pages 11-15
In this research, first, 4140 steel specimens were heated at 850˚C for 1 hour. Then, they were placed at 720˚C for 3 min and transferred into a salt bath with different temperatures of 380¸400¸420 and 450˚C for 4 min and finally were quenched in water. Tensile test revealed that increasing the salt bath temperature (austempering temperature) decreased yield strength, ultimate tensile strength and elongation. Fractography of tensile specimens by stereo microscope showed that with increasing the austempering temperature, the fracture surface changed from ductile to brittle.
Keywords: Bainite, Martensite, Yield Strength, Tensile Strength, Fracture Surface -
Pages 27-33
One of the nanoscience applications is to control dispersion of pollutants. In the present era, pollutants in air such as aerosols are one of the more recent additions that considered. Since few studies in modeling nanoparticles filtration and the use of temperature gradient inside the enclosures has been done, the present study aims to analysis the effect of Lewis number (Ln) and thermophoresis parameter on the heat transfer characteristics and concentration of nanoparticles on the laminar natural convection in an enclosure. The results show that increasing the amount of Ln to 103, reducing the average Sherwood number and for other values of Ln, the average Sherwood number remains almost constant. Average Nusselt number for circular cylinder also had a similar behavior; In the event that, left wall average Nusselt number remained almost constant. The results clearly show that the concentration of particles in the final time is reduced by reducing Ln. The results reveal that the variation of the thermophoresis parameter does not show any significant effect on the average Nusselt, Sherwood number and the final concentration of nanoparticles.
Keywords: Nanoparticles, Lewis number, Thermophoresis parameter, Filtration -
Pages 35-40
In this paper, a combined power and refrigeration cycle, including Organic Rankine and ejector refrigeration cycles, have been studied. Physical and thermodynamic properties of seven working fluids, including dry fluids (R227ea, R236fa, R245fa, R601a, RC318) and isentropic fluids (R124،R142b) have been investigated and their operations have been compared. By assuming fixed power to refrigeration ratio, the effects of different working conditions including turbine inlet temperature, evaporator temperature and expansion ratio of turbine have been studied. Exergy efficiency of the cycle increased, by decreasing evaporator temperature and increasing expansion ratio. When the expansion ratio of the cycle increases, the thermal efficiency of the cycle increases, too. Increase of inlet turbine temperature, causes to the increase of the total exergy destruction. According to the results, R124 possesses the best operation among the studied working fluids because by increasing temperature and expansion ratio and evaporator temperature, it has the maximum exergy efficiency.
Keywords: Organic Rankine Cycle, Ejector refrigeration cycle, working fluid, comparison, Exergy
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.