مجله مهندسی مکانیک
پیاپی 102 (شهریور 1394)

امروزه با توجه به کاهش منابع انرژی فسیلی و بالابودن هزینه های آن طی دهه های اخیر، توجه به یافتن جایگزینی مناسب و پاک برای منابع انرژی فسیلی افزایش چشمگیری یافته است. از جمله این منابع، که قابلیت کاربردی شدن را دارد، استفاده از زیست توده برای تولید سوخت های زیستی است. سوخت های زیستی از محصولات کشاورزی یا ضایعات برجای مانده از آنها، زباله های شهری و حتی فاضلاب ها استحصال می شود. این سوخت ها از این نظر که مواد گیاهی مورد استفاده در آنها دی اکسید کربن موجود در هوا را جذب کرده و پس از احتراق دوباره همان را به هوا باز می گرداند، پاک محسوب می شوند و از این نظر که دوباره قابلیت پرورش دادن را دارند تجدیدپذیرند. در بین این مواد، استفاده از مواد خوراکی خود سبب از بین رفتن مواد غذایی می شود و توجیه پذیری آن را کاهش می دهد. از جمله مواد گیاهی پیشنهادی استفاده از جلبک هاست که در بسیاری از نقاط جهان قابلیت پرورش دارند و با ویژگی های خواص خود می توانند جایگزین مناسبی برای انواع دیگر زیست توده ها باشند. در این مقاله به معرفی میکروجلبک ها و روش های متنوع فراوری آنها، همچنین انواع سوخت های زیستی حاصل از زیست توده ها پرداخته می شود.

انرژی، که در زبان یونانی و لاتین از آن با عناوینی چون انرگیا، انرگوس یا ارگون نیز یاد می شود، واژه ای است که نخستین بار توسط ارسطو در راستای معنای فعالیت در بحث حرکت به تفصیل مورد بررسی قرار گرفت. واژه کنونی انرژی در تمامی شاخه های دانش، کمیت فیزیکی بنیادینی است و بر فعالیت دلالت دارد. هدف از نگارش این مقاله آن است تا با روش تحلیل معناشناختی و با کمک چهار حوزه فیزیک، مکانیک، فلسفه و معماری، به پیوند و ارتباط انرژی با آسایش حرارتی بپردازد و به این پرسش اساسی پاسخ دهد که براساس ریشه شناسی معنایی انرژی، حلقه ارتباطی میان دو واژه انرژی و آسایش حرارتی کدام است؟ فرایند تحلیل معناشناختی واژه انرژی، در عین نمایش پیوند خاص آن با آسایش حرارتی، حلقه میانجی یا واسط را نشان خواهد داد.

لوله های حرارتی از جمله وسائل انتقال حرارت اند که می توانند حرارت را از نقطه ای به نقطه ای دیگر منتقل کنند. نانوسیال نیز نوعی از سیال است که در آن نانوذرات در یک سیال پایه ترکیب شده باشد. اساسا لوله های حرارتی از چند قسمت تشکیل شده اند که سیال عامل یکی از اجزای تشکیل دهنده آنهاست. در این مقاله ساختار تشکیل دهنده لوله های حرارتی و نحوه عملکرد آنها بیان شده است. همچنین تاثیر خواص سیال عامل و استفاده از نانوسیالات در عملکرد حرارتی لوله های حرارتی بررسی و به برخی از مطالعات انجام شده در این زمینه اشاره شده است.

از جمله بخش های اصلی مصرف کننده انرژی در ایران ساختمان است؛ به طوری که این میزان مصرف انرژی بسیار بیشتر از متوسط میزان مصرف انرژی در کشورهای توسعه یافته می باشد. یکی از راه های کاهش مصرف انرژی که سالیانی است در جهان مورد توجه قرار گرفته، استفاده از برچسب انرژی ساختمان است. در این مقاله پس از بررسی تقسیم بندی اقلیمی در ایران، استانداردهای مربوط به برچسب انرژی ساختمان و ضوابط مبحث نوزدهم مقررات ملی ساختمان بیان می گردد. سپس مقررات مذکور روی یک ساختمان نمونه بررسی می شود. در پایان پارامترهای بهینه سازی مصرف انرژی ساختمان و میزان ارتقای رده برچسب انرژی ساختمان نمونه مورد تحلیل و بررسی قرار می گیرد. نتایج نشان می دهند که مطلوب ترین شرایط مصرف انرژی ساختمان نمونه در حالت اولیه مربوط به اقلیم های2 و 8 و در حالت بهبودیافته مربوط به اقلیم های1 و 2 می باشد. کمترین تاثیر بهینه سازی مصرف انرژی ساختمان در اقلیم 8 و بیشترین تاثیر بهینه سازی ساختمان از لحاظ مصرف انرژی را در اقلیم های3، 4 و 5 شاهد هستیم. لذا اجرای راه کارهای مذکور در اقلیم های پرمصرف 3، 4 و 5 بیشترین صرفه اقتصادی را خواهد داشت. ضمنا رعایت اصول مقررات ملی ساختمان در ابتدای طراحی با هدف کاهش مصرف انرژی، در اقلیم 8 ضروری است.

امروزه استفاده از موتورهای احتراق داخلی منجر به بهره برداری وسیع از منابع نفتی و اتمام سریع این منابع شده است. همچنین استفاده از منابع نفتی سبب افزایش گازهای گلخانه ای، تخریب لایه اوزون و آلودگی محیط زیست و اختلالات تنفسی در شهرهای بزرگ شده است. با ظهور این مشکلات، تحقیقات وسیعی برای یافتن سوخت های جایگزین مناسب در جهان انجام گرفته است. برای مثال از روغن های گیاهی به عنوان سوخت در موتورهای دیزل استفاده شده است. این روغن ها مشکلاتی چون پایین بودن کیفیت اشتعال دارند؛ برای جایگزین نمودن روغن گیاهی به عنوان سوخت در موتورهای دیزل باید برخی از خواص آن را اصلاح کرد. برای این منظور باید روغن گیاهی به سوخت بیودیزل تبدیل شود. برای تولید سوخت بیودیزل از روغن های گیاهی، روش های متنوعی وجود دارد. معمول ترین روش، روش ترانس استریفیکاسیون می باشد. در این روش روغن گیاهی طی مراحل آماده سازی، حل کردن کاتالیزور در الکل، واکنش ترانس استریفیکاسیون، تیتراسیون، بازیافت متانول اضافی، تفکیک گلیسیرین از بیودیزل و آب شویی و خالص سازی بیودیزل به سوخت بیودیزل تبدیل شود. در این مقاله مراحل گوناگون تولید سوخت بیودیزل از روغن گیاهی بررسی می شود.

اهمیت وجود آب شیرین کن در حیات و تمدن بشری بر کسی پوشیده نیست. هفتاد درصد از مساحت کره زمین از آب پوشیده شده است، این در حالی است که آب اقیانوس ها و دریاها با دربرداشتن حدود 35درصد وزنی املاح مختلف برای استفاده مستقیم در کاربردهای شرب، بهداشتی، کشاورزی و صنعتی مناسب نیست. در ایران، با توجه به شرایط اقلیمی کشور، نیاز به تولید آب شرب در ظرفیت های پایین، برای مناطق کم جمعیت و دورافتاده، موضوعی است که تاکنون کمتر مورد توجه قرار گرفته است. درحالی که در مناطق خشک و کویری، که وسعت زیادی در مناطق مرکزی ایران دارند، از یک طرف نیاز به آب شیرین به عنوان یکی از مشکلات اساسی مردم این مناطق به شمار می آید و از طرف دیگر، انرژی خورشید با شدت تابش مناسب در این مناطق در دسترس است. تاکنون روش های مختلفی جهت جداسازی املاح از آب شور و تولید آب شرین ابداع شده که از میان آنها روش های تقطیری قابلیت بالایی جهت به کارگیری انرژی خورشیدی دارند. آب شیرین کن اضطراری مزایایی نسبت به آب شیرین کن های معمولی دارند که از آن جمله می توان به قابل حمل بودن،کم هزینه بودن و قابلیت استفاده در سفر اشاره کرد. در این مقاله به طراحی سه مدل برای آب شیرین کن اضطراری می پردازیم.

امروزه با توجه به دو بحران انرژی و محیط زیست، استفاده از انرژی های پاک و تجدیدپذیر بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. خورشید نیز با توجه به پایان ناپذیری و ظرفیت بالا در ایران، به عنوان یکی از انرژی های نو مورد توجه می باشد. گرمایش خورشیدی به معنای استفاده از انرژی خورشید در جهت تامین نیازهای گرمایشی می باشد، در حالی که بیشترین مصرف انرژی های فسیلی در جهت تولید گرما می باشند. در این مقاله براساس دیاگرام P&ID اجراشده در دانشگاه ولی عصر (عج) رفسنجان یک مدل شبکه عصبی برای کلکتور خورشیدی تخت طراحی شده است. نتایج گواه عملکرد خوب مدل شبکه عصبی ارائه شده می باشد.