دانشگاه صنعتی امیرکبیرنشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر2008-603243120110723Investigation on Effect of Multiple Injection on Performance and Emission Reduction in a DI Diesel Engineبررسی تأثیر پاشش چندمرحلهای سوخت بر عملکرد و کاهش آلایندگی موتور دیزل پاشش مستقیم1105510.22060/mej.2011.55FAفتح الهامینویسنده مسئول و استادیار بخش مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس تهرانکامرانپورقاسمیمربی و عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد شبستروحیداصفهانیاناستاد دانشکده مکانیک، دانشگاه تهرانعلیمیرمحمدیدانشجوی دکترای مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس تهرانJournal Article20140315Aim of this paper is to investigate mechanism of NO and soot reduction by using multiple injection as useful strategy for reducing DI diesel engines emissions. In this paper, we first studied the mechanism of NO and soot reduction by using double injection. Then after investigating different modes of injection, at last we introduce optimum mode of fuel injection for a DI diesel engine manufactured in our country. Experiments were induced at Motorsazan Tabriz to validate results of CFD simulation. Amount of fuel in each pulse and dwell time between injection pulses are essential parameters. Results showed that by using double injection soot and NO will reduce by 33% and 11% respectively.هدف این مقاله بررسی چگونگی کاهش آلایندههای دوده و مونواکسیدنیتروژن در پاشش چندمرحلهای سوخت به عنوان یک راهکار مؤثر در کنترل آلایندگی موتورهای دیزل پاشش مستقیم (DI) است. ابتدا روند کاهش آلایندهها با استفاده از پاشش دومرحلهای سوخت مطالعه گردیده و پس از بررسی حالتهای مختلف پاشش دومرحلهای، بهینهترین حالت پاشش سوخت برای یک موتور دیزل پاشش مستقیم ساخت داخل ارائه شده است. آزمونهای لازم برای درستی عوامل عملکردی و آلایندههای بدست آمده از شبیهسازی فرآیند احتراق موتور در مرکز تحقیقات موتورسازان تبریز انجام شده است. مقدار سوخت در هر پالس پاشش و فاصله زمانی بین دو پالس عوامل اصلی مورد بررسی هستند. نتایج تحقیق نشان دادند که با استفاده از پاشش دو مرحلهای سوخت مقدار آلاینده دوده تا 33% و اکسید نیتروژن تا حدود 11% کاهش مییابد. دانشگاه صنعتی امیرکبیرنشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر2008-603243120110723Effect of Ethanol, Biodiesel and Diesel Blend Fuel on Performance and Pollutants Parameters of Diesel Engineاثر استفاده از مخلوط سوخت بیودیزل، اتانول و گازوئیل بر عملکرد و آلایندگی موتور دیزل11175610.22060/mej.2011.56FAبهمننجفینویسنده مسئول و استادیار گروه مهندسی مکانیک ماشینهای کشاورزی، دانشگاه محقق اردبیلیرضاابراهیمزادهدانش اموخته کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک ماشینهای کشاورزیاحدهژیرمدیر واحد تحقیقات مهندسی شرکت موتورسازان، تراکتورسازی تبریزJournal Article20140315In this research, for correction the combustion properties of biodiesel fuel, ethanol was added. Therefore, effect of using ethanol, biodiesel and diesel blend fuel on MT4-244 diesel engine performance pollutants emission parameters and emission were investigated. The biodiesel in this research produced from waste cooking oil that at (5, 10, 15, 20, 25 and 30% on volumetric basis) blended with Ethanol (2, 4 and 6%), and diesel fuel. So far, 18 samples including variable percent of three fuels were prepared which showed as BED forms. Engine testes were performed on ECE-R96 standard on full load and two engine rotations maximum torque (1300 RPM) and maximum power (2000 RPM). It was found increasing of biodiesel, decreased the pollutant emissions of CO, CO2, PM and HC in comparison to diesel fuel but BSFC and NOx emission increased. It also, Using biodiesel did not change the engine power and torque.در این تحقیق برای ارتقاء برخی از خواص احتراقی سوخت بیودیزل، الکل اتانول به آن افزوده شده است و اثر استفاده از مخلوط سوخت بیودیزل، اتانول و گازوئیل بر روی عوامل عملکرد و آلایندگی موتور دیزل MT4-244 مورد بررسی قرار گرفت. سوخت بیودیزل مورد نیاز، از روغنهای پسماند رستوران تولید شده و با نسبتهای مختلف ( 5، 10، 15، 20، 25 و 30 درصد) با اتانول ( 2، 4 و 6 درصد) و گازوئیل بصورت حجمی مخلوط گردید و 18 نمونه سوخت که بصورت اختصاری با ExByDz نمایش داده میشود، آماده گردید. آزمون موتور بر اساس استاندارد ECE R-96 و با 3 بار تکرار برای هر نمونة سوخت و تحت شرایط بار کامل و در 2 دور با حداکثر توان (RPM 2000) و حداکثر گشتاور (RPM 1300) انجام گرفته است. نتایج بدست آمده نشان دادند که با افزایش سهم بیودیزل، آلایندههایCO ، CO<sub>2</sub>،PM و HC در مقایسه با گازوئیل خالص کاهش مییابد ولی استفاده از بیودیزل مصرف سوخت ویژهی ترمزی و NO<sub>x</sub> را افزایش داده و اثر زیادی در مقدار گشتاور و توان ندارد.دانشگاه صنعتی امیرکبیرنشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر2008-603243120110723Thermo-mechanical Analysis of SI Engine Piston using Concise Wall Temperature Modelتحلیل ترمو مکانیکی پیستون موتور SI با استفاده از مدل ساده دمای دیواره19305710.22060/mej.2011.57FAجوادقارلقینویسنده مسئول و کارشناس ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، کارشناس فنی شرکت ایران خودرو،امیر حسنکاکاییاستادیار دانشکده مهندسی خودرو، دانشگاه علم و صنعت اJournal Article20140315It is important to calculate the piston temperature distribution in order to control the thermal stresses and deformations within acceptable levels. In this study, the SI engine piston heat transfer is calculated and the piston is thermo-mechanically analyzed using finite element method. In order to calculate the heat transfer, a concise resistor model for wall temperature prediction is used. For each of the walls (piston, cylinder and cylinder head), the relevant heat transfer equations simultaneously with two zone combustion model is solved considering three unknown temperature. The simulations were done by a MATLAB code and the result validated with the experimental data of the EF7.TC engine. The above results have been curve fitted and imported by the commercial ANSYS code to loading the piston. To evaluate properly of results, stress analysis results is compared with real samples of damaged piston and it has been shown that Critical identified areas, match well with areas of failure in the real samples.تحلیل حرارتی و محاسبه توزیع دما در پیستون برای کنترل تنشهای حرارتی و تغییر شکلها در محدوده مجاز، اهمیت دارد. در این تحقیق ابتدا انتقال حرارت در پیستون موتور احتراق جرقهای محاسبه شده، سپس با تعیین شرایط مرزی حرارتی و مکانیکی و اعمال آنها، تحلیل تنش پیستون با استفاده از روش اجزا محدود انجام شده است. برای محاسبه انتقال حرارت، از یک مدل مقاومتی ساده برای تعیین دمای دیوارهها استفاده شده، بدین ترتیب که برای هر یک از دیوارهها یعنی پیستون، سیلندر و سرسیلندر، یک دمای مجهول در نظر گرفته شده و معادلات انتقال حرارت مربوطه با مدل احتراق دو ناحیهای به صورت همزمان حل شده است. مجموعه این عملیات به وسیله کدی که در نرم افزار MATLAB نوشته شده، انجام شده و درستی نتایج با دادههای تجربی موتور EF7.TC مقایسه شده است. برای محاسبه تنشهای حرارتی و مکانیکی و مقایسه آنها با هم، نتایج بدست آمده از قسمت قبل برازش منحنی شده و توسط نرمافزار ANSYS فراخوانی و بر پیستون اعمال شده است. برای بررسی درستی نتایج، نتایج شبیهسازی با نمونههای واقعی پیستون آسیب دیده مقایسه شده و نشان داده شده که نواحی بحرانی مشخص شده، برابری خوبی با نواحی شکست در نمونههای واقعی دارد.دانشگاه صنعتی امیرکبیرنشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر2008-603243120110723Simulation and Test of PV/T Air Systems with Natural Air Flow Operationشبیه سازی و آزمایش سیستم های فتوولتائیک/حرارتی هوایی در حالت جابجایی آزاد31405810.22060/mej.2011.58FAامینشهسوارکارشناس ارشد : ; دانشگاه شهید باهنر کرمان، دانشکده فنی و مهندسی، بخش مهندسی مکانیکمهرانعامرینویسنده مسئول و دانشیار ; دانشگاه شهید باهنر کرمان، دانشکده فنی و مهندسی، بخش مهندسی مکانیک:محمد مهدیمحمودآبادیکارشناس ارشد , دانشگاه شهید باهنر کرمان، دانشکده فنی و مهندسی، بخش مهندسی مکانیکJournal Article20140315This paper discusses the simulation of the PV/T air systems with natural airflow operation for both glazed and unglazed types. Comparisons are made between the theoretical and experimental results and good agreement between these two values are obtained. Additionally, the influence of the glass cover on the different system parameters has been evaluated. Results show that setting glass cover on photovoltaic panels leads to an increase in thermal efficiency and decrease in electrical efficiency of these systems.در این مقاله شبیهسازی سیستمهای فتوولتائیک/حرارتی در حالت جابجایی آزاد برای حالتهای با سرپوش شیشهای و بدون آن آورده شده و نتایج بدست آمده با مقادیر آزمایشگاهی مقایسه شده است. نتایج نشان <br /> میدهند که شبیهسازی با مقادیر آزمایشگاهی همخوانی بسیار خوبی دارند. اثرات قرار دادن سرپوش شیشهای بر روی عوامل مختلف سیستم نیز بررسی شده است. نتایج نشان میدهند که قرار دادن سرپوش شیشهای در سیستمهای فتوولتائیک/حرارتی باعث افزایش راندمان حرارتی و کاهش راندمان الکتریکی این سیستمها میشود. دانشگاه صنعتی امیرکبیرنشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر2008-603243120110723The Effect of Aspect Ratio and Temperature-dependent Fluid properties of Effective Parameters in Micro Heat Exchangerاثر نسبت منظر و خواص وابسته به دمای سیال بر پارامترهای موثر در میکرو مبدل های حرارتی41495910.22060/mej.2011.59FAمحمدمهدیدرویشینویسنده مسئول و دکتری مکانیک از دانشگاه تربیت مدرسحسنخالقیدانشیار دانشگاه تربیت مدرسمهردادکوکبیدانشیار دانشگاه تربیت مدرسJournal Article20140315In this work a rectangular micro heat exchanger with constant hydraulic diameter at various aspect ratios was considered. The pressure drop and thermal parameters of the micro heat exchanger in laminar flow at different Reynolds numbers (25, 50, 100, 150, 225 and 300) at constant heat flux of 0.3 MWatt/m2 were analyzed and compared. Also, the effect of temperature-dependent fluid properties (viscosity, conductivity coefficient) on the pressure drop and the average and maximum temperature rise of fluid and thermal resistance of micro heat exchanger were investigated. Finally, a new criterion based on pumping power and transmitted heat per temperature gradient unit was proposed as a tool to evaluate micro heat exchangers' performance.در این تحقیق، میکرومبدل حرارتی مستطیلی با قطر هیدرولیکی ثابت و نسبت منظرهای مختلف در نظر گرفته شده است. افت فشار و پارامترهای حرارتی میکرومبدل در جریان آرام، در اعداد رینولدز مختلف (25، 50 ، 100، 150، 225 و 300) با شار حرارتی ثابت برابر با 3/0 مگاوات تحلیل و مقایسه شد. همچنین اثر خواص وابسته به دمای سیال(گرانروی، ضریب رسانایی) بر افت فشار، میزان افزایش دمای متوسط و بیشینه سیال عامل و مقاومت گرمایی مبدل مطالعه شده است. در پایان معیار جدیدی براساس توان مصرفی پمپ کردن سیال عامل و میزان گرمای منتقل شده بر واحد اختلاف دما به عنوان ابزاری برای مقایسه کارایی میکرومبدلهای حرارتی پیشنهاد شده است.دانشگاه صنعتی امیرکبیرنشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر2008-603243120110723Numerical Modeling of Combined Transient Radiation and Conduction Heat Transfer in Mineral Wool Insulationsمدلسازی عددی انتقال حرارت مرکب رسانش و تابشی گذرا در عایق های حرارتی الیاف معدنی51586010.22060/mej.2011.60FAسهرابویسهنویسنده مسئول و عضو هیات علمی مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن:علیحکاکیفردمرکز تحقیقات ساختمان و مسکنمیر محمد علیمیرمحمدیاستاد دانشکده معدن, دانشگاه تهرانJournal Article20140315This article deals with numerical modeling of coupled heat conduction and radiation in glass wool and rock wool insulations in transient condition using semi-empirical parameters obtained from experimental results. In this research needed thermophysical and physical parameters for numerical model, such as: heat capacity, effective thermal conductivity, fiber’s diameter, and apparent and solid density of these mineral wools are determined by experiments. Radiation heat transfer is modeled by direct simulation and applying Monte Carlo ray trace method; and the thermal conductivity due to air/solid conduction is determined by semi-empirical relation obtained by inverse parameter estimation method as well as experimental results. Radiation is coupled with conduction via heat source term in heat conduction equation. Code results are in a good agreement with experimental results.در این مقاله رفتار عایقهای حرارتی الیاف معدنی شامل پشم شیشه و پشم سنگ در انتقال حرارت گذرای مرکب رسانش و تابشی با استفاده از مدلسازی عددی و پارامترهای نیمه تجربی که در این پژوهش با نتایج آزمایشها تعیین شدند، بررسی میشود. پارامترهای ترموفیزیکی و فیزیکی مورد نیاز در مدل ریاضی مانند ظرفیت حرارتی، ضریب هدایت حرارتی موثر، قطر الیاف و چگالی واقعی و ظاهری این عایقها با انجام آزمایشها تعیین شده و در مدل عددی مورد استفاده قرار گرفتهاند. انتقال حرارت تابشی با شبیهسازی مستقیم بر پایه روش مونت کارلو انجام شده است. ضریب هدایت حرارتی ناشی از هدایت هوا-جامد نیز با استفاده از رابطه نیمه تجربی به دست آمده با آزمایشهای انجام شده و روشهای معکوس تخمین پارامتر تعیین شدهاند. انتقال حرارت تابشی (به صورت یک منبع حرارتی با معادله انتقال حرارت) با هدایت هوا-جامد جفت شد. نتایج بدست آمده از این مدل همخوانی خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارند.دانشگاه صنعتی امیرکبیرنشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر2008-603243120110723Experimental Study of Flame Stability in SiC Porous Mediaبررسی تجربی پایداری شعله در محیط متخلخل کاربید سیلیسیم59706110.22060/mej.2011.61FAسید عبدالمهدیهاشمینویسنده مسئول و استادیار گروه مکانیک، دانشگاه کاشان؛0000-0001-7169-7173جعفرامانیدانشجوی کارشناسی ارشد مکانیک، دانشگاه کاشان؛حسینعطوفدانشجوی دکتری مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان؛Journal Article20140315In this paper, the effect of equivalence ratio, pore diameter and firing rate on flame stability in a SiC porous media has been studied experimentally. Based on the position of the flame, four regimes are observed as follows: Surface flame, submerged flame, under-surface and detached flame. The surface flame regime as a rich flame is one of the stability threshold and the detached flame as a lean flame is the other threshold of the flame stability. Change the pore diameter causes so little change in equivalence ratios corresponding to the detached flame threshold but increasing the pore diameter decreases the equivalence ratio changes for the surface flame. Also increasing the firing rate decreases flame stability range in the porous media. Flame position was estimated using axial temperature distribution in the sidewall of the burner. Temperature profiles versus equivalence ratio in a firing rate are approximately similar but the profiles are different for various firing rates. According to the results, flame is stable in near the upper surface or in the half bottom of the porous media<span class="longtext"><span>.</span></span>در این پژوهش، اثر نسبت همارزی، چگالی حفرهی محیط متخلخل و نرخ آتش بر پایداری شعله در محیط متخلخل سرامیکی SiC به طور تجربی بررسی شده است. بر اساس موقعیت قرارگیری شعله، چهار رژیم شعله شامل سطحی، مدفون، زیر سطحی و برخاسته دیده شد. رژیم شعلهی سطحی به صورت شعلهی غنی به عنوان یک آستانهی پایداری و شعلهی برخاسته برای مخلوط رقیق به عنوان آستانهی دیگر پایداری در محیط متخلخل هستند. تغییر چگالی حفره محیط متخلخل در مقادیر نسبت همارزی برای آستانهی پایداری شعله برخاسته، تغییر چندانی ایجاد نمیکند اما برای شعله سطحی، افزایش چگالی حفره باعث کاهش تغییرات نسبت هم ارزی میشود. همچنین افزایش نرخ آتش، محدودهی پایداری شعله در داخل محیط متخلخل را کاهش میدهد. موقعیت شعله با استفاده از توزیع دمای محوری در بدنه مشعل تخمین زده میشود. روند تغییر دما برحسب نسبت همارزی در یک نرخ آتش، به طور تقریب مشابه بوده ولی این روند برای نرخ آتشهای مختلف متفاوت است. با توجه به نتایج بدست آمده، شعله در دو ناحیهی نزدیک سطح فوقانی و در نیمهی پایین محیط متخلخل، پایدار میشود. دانشگاه صنعتی امیرکبیرنشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر2008-603243120110723An Investigation of Condensing Steam Flow in a Turbine Cascade with Injection of Water Droplets at Inletبررسی جریان چگالشی بخار در گذرگاه پره های یک توربین همراه با نازل ورودی مرطوب71846210.22060/mej.2011.62FAعلیرضاتیمورتاشنویسنده مسئول و دانشیار، گروه مکانیک، تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی دانشگاه فردوسی مشهد؛محمدرضامه پیکراستاد، گروه مکانیک، تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی دانشگاه فردوسی مشهد؛اسماعیللکزیاناستادیار، گروه مکانیک، تبدیل انرژی، دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه تربیت معلم سبزوار؛Journal Article20140315During the course of expansion of steam in a Laval nozzle and a cascade of turbine, the state path crosses the saturation line; the steam first supercools and then reverts to equilibrium through the spontaneous formation of droplets or condensation shock, which causes aerodynamics and thermodynamics losses. In this way by formation of droplets and so reducing Gibbs energy, equilibrium is reached. This paper describes a two-phase model and provides an approach for including spontaneous homogeneous nucleation. In order to solve conservation equations, coupled with the equations of formation and growth of the droplets, a 2-D time-marching solution scheme with Baldwin-Lomax turbulence model, was used in this study. Pressure distribution and droplets size in a Laval nozzle and a turbine cascade are predicted and compared with empirical results. In the strength of validation, the effect of injection of water droplets into the steam flow in order to control the intensity and location of condensation shock is considered theoretically. A converging nozzle is used to producing droplets at inlet of turbine cascade. The results illustrate that wet steam at inlet of a turbine cascade weakens or delays the condensation shock in the passage of the blades.بخار با انبساط سریع در شیپورهها و نیز گذرگاه پرههای توربین، فوق سرد میشود؛ بخار فوق سرد مستعد جوانهزایی هموژن است و فرآیند چگالش به طور معمول به صورت لحظهای و به وسیله شوک چگالش که موجب تلفات ترمودینامیکی و آئرودینامیکی است، انجام میگیرد. به این ترتیب، با تشکیل قطرات و در نتیجه کاهش انرژی گیبز، تعادل ترمودینامیکی برقرار میشود. برای حل دوبعدی جریان گفته شده، معادلات بقاء با معادلات حاکم بر تشکیل و رشد قطرات ترکیب شده و از روش تایممارچینگ جیمسون مبنی بر حجم کنترلی و طرح مغشوش بالدوین - لوماکس استفاده شده است. برای بررسی اعتبار روش تدوین شده، توزیع فشار در امتداد مسیر یک شیپوره و نیز گذرگاه پرههای یک توربین و همچنین اندازه قطرات در انتهای هر دو هندسه محاسبه و با مقادیر تجربی موجود مقایسه شدهاند که برابری خوبی بین نتایج عددی و دادههای تجربی گزارش شده است. با توجه به اعتبار روش تدوین شده، بررسی تئوریک برای کنترل شدت و موقعیت شوک میعان در گذرگاه پرههای یک توربین ازراه پاشش قطرات در ورودی انجام شده است. برای این کار یک شیپوره همگرا در بالا دست پره توربین در نظر گرفته شده است و نتایج به دست آمده از حل عددی نشان میدهند که وجود قطرات با اندازه مناسب در ورودی گذرگاه پرههای توربین سبب ضعیف شدن و به تعویق افتادن شوک چگالش در گذرگاه پرهها میشود. دانشگاه صنعتی امیرکبیرنشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر2008-603243120110723Simulation of Solar Double Effect Ammonia - water Cooling Systems and its Performance for Different Climates of Iranشبیه سازی سرمایش جذبی آب - آمونیاک دو اثره خورشیدی و بررسی عملکرد آن در شرایط مختلف آب و هوایی ایران85916310.22060/mej.2011.63FAقاسمحیدری نژادنویسنده مسئول و استاد ،بخش مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، صندوق پستی 1احسانلیوانیفوق لیسانس مهندسی مکانیکJournal Article20140315In this paper, solar double-effect Ammonia-Water cooling cycle is simulated. Then, the effects of parameters on the cycle efficiency including temperature of generator and condenser, and pressure of evaporators have been analyzed. Also cooling load and COP of the cycle has been expressed as a function of the aforesaid parameters. Then cities of Iran has selected as a representative of different climates, and the performance of cycle for these cities has been analyzed using the environmental and geographical conditions such as solar radiation intensity, wet and dry bulb temperature for each city. The acceptable efficiency of the cycle for the southern cities of Iran which have the high radiant intensity is a result of this work.در این مقاله، چرخه سرمایش جذبی دو اثره آب - آمونیاک خورشیدی شبیهسازی شده که منبع گرمایی آن خورشید است. چرخه دو اثره، ترکیبی از دو چرخه جذبی ساده بوده که کندانسور و اواپراتور مشترک داشته و کارایی آن بیشتر است. پس از صحت سنجی نتایج شبیهسازی، شهرهایی به نمایندگی از مناطق مختلف آب و هوایی ایران انتخاب شدند. با در نظر گرفتن شرایط محیطی و جغرافیایی مانند شدت تابش، دمای خشک و تر و تنظیم شرایط کارکرد چرخه با آنها، عملکرد چرخه پیشنهادی برای این شهرها مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس نتایج، چرخه دو اثره آب - آمونیاک خورشیدی در شهرهای جنوبی کشور که شدت تابش بالایی دارند، کارایی قابل قبولی داشته و میتواند جایگزین مناسبی برای چرخه متداول مکانیکی باشد.