@article { author = {Zahiri, Ramin and Keshtkar, Mohammad Mehdi}, title = {Thermoeconomic Analysis of a Variable Refrigerant Flow System}, journal = {Amirkabir Journal of Mechanical Engineering}, volume = {51}, number = {4}, pages = {1-10}, year = {2019}, publisher = {Amirkabir University of Technology}, issn = {2008-6032}, eissn = {2476-3446}, doi = {10.22060/mej.2018.13550.5664}, abstract = {Exergy and thermoeconomic analysis is an effective method for determining thermodynamic characteristics and optimizing thermodynamic-economic performance of refrigeration systems. The present study deals with exergy and thermoeconomic analysis of a variable refrigerant flow system with four evaporators used in the dairy industry. A computer code written in EEs software was used for system simulation. Impact of three refrigerants, R502, R1234ze and R134a, on thermodynamic-economic parameters of the system was investigated. In addition to calculation of exergy efficiency of refrigeration cycle for three mentioned refrigerants, effect of evaporation and distillation temperature on system exergy degradation and exergy efficiency of was also investigated. Results showed that R1234ze gas can be appropriate alternative for R502 and R134a gases. Results show that exergy destruction in compressor in reference temperature from 3.974kW for R134a refrigerant increases to 4.221 kW for refrigerant R502. Exergy destruction in the condenser in second level was calculated for all refrigerants. In thermoeconomic analysis, costs of components of variable refrigerant flow system were investigated and total costs for R134a-R502-R1234ze refrigerants were studied. It was observed that a lowest cost is related to R502 refrigerant and total annual cost for or R134a and R1234ze refrigerants are in the next ranks.}, keywords = {Exergy analysis,thermoeconomic analysis,variable refrigerant flow,refrigeration system,exergy degradation}, title_fa = {بررسی ترمودینامیکی- اقتصادی سیستم تبرید جریان مبرد متغیر}, abstract_fa = {تحلیل اگزرژی و ترمواکونومیک، روشی موثر جهت تعیین مشخصات ترمودینامیکی و بهینه سازی عملکرد ترمودینامیکی - اقتصادی سیستم های تبرید و تهویه مطبوع می باشد. مطالعه حاضر به تحلیل اگزرژی و ترمواکونومیک یک سیستم تبرید جریان مبرد متغیر با چهار اواپراتور که در صنایع لبنی مورد استفاده قرار می گیرد، می پردازد. از یک کد کامپیوتری که در نرم افزار EES نوشته شده، جهت شبیه سازی سیستم استفاده شده است. اثر سه مبرد R502 ، R1234ze و R134a بر پارامتر های ترمودینامیکی - اقتصادی سیستم مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه بر محاسبه راندمان اگزرژی چرخه تبرید برای سه مبرد فوق، اثر دمای تبخیر و تقطیر بر مقدار تخریب اگزرژی و راندمان اگزرژی سیستم مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که مقدار تخریب اگزرژی در کمپرسور، از 3/947 کیلو وات برای مبرد R134a تا 4/221 کیلو وات برای مبرد R502 به میزان 7% افزایش یافته است. میزان تخریب اگزرژی در چگالنده در رده دوم برای همه مبرد ها محاسبه شده است. در تحلیل ترمواکونومیک مشاهده گردید کمترین میزان هزینه به میزان 73794 دلار مربوط به مبرد R502 است و هزینه سالیانه کل سیستم برای مبردهای R1234ze و R134a در رده های بعدی قرار دارند.}, keywords_fa = {تحلیل اگزرژی,تحلیل ترمواکونومیک,جریان مبرد متغیر,چرخه تبرید,تخریب اگزرژی}, url = {https://mej.aut.ac.ir/article_2799.html}, eprint = {https://mej.aut.ac.ir/article_2799_420c65addea8d158e23d654c92c99d37.pdf} } @article { author = {Zolfaghari, Alireza and Hasanzadeh, Hasan and Taheri, Morteza and Raesi, Mohammad and Afzalian, Mahdi}, title = {Evaluating the effect of non-uniform summer wearing on local thermal sensation of passengers in a bus under two common ventilation systems}, journal = {Amirkabir Journal of Mechanical Engineering}, volume = {51}, number = {4}, pages = {11-20}, year = {2019}, publisher = {Amirkabir University of Technology}, issn = {2008-6032}, eissn = {2476-3446}, doi = {10.22060/mej.2018.13625.5684}, abstract = {Providing thermal comfort conditions for vehicle occupants, especially public transport is a complicated issue due to the density of population and non-uniformity in individual and environmental conditions. So, an important evidence of individual non-uniformity is the variety in passengers' wearing; e.g. in many cases, some passengers have a higher level of clothing and some have less. In this study, we tried to evaluate the impact of non-uniformity in bus passengers' wearing on the local and overall thermal sensation under mixing and displacement ventilation systems. Based on the results, displacement ventilation system has shown a better performance in providing uniform conditions. In the mixing ventilation, the maximum thermal sensation vote is about 1.1, however it is about 0.4 under the displacement ventilation system. As well, the results show that using short sleeves instead of long ones can decrease about 2.5°C in the hands skin temperature and also about 0.1 and 0.4 in overall thermal sensation index, respectively under displacement and mixing ventilation systems. This also shows that the sensitivity level of short sleeves subjects is higher in the mixing ventilation system than in the displacement ventilation system.}, keywords = {Displacement ventilation system,Mixing ventilation system,Non-uniform wearing,Local thermal sensation,Bus}, title_fa = {ارزیابی تأثیر ناهمگونی پوشش تابستانه بر احساس حرارتی موضعی مسافران در یک اتوبوس تحت دو نوع سیستم تهویه متداول}, abstract_fa = {تأمین شرایط آسایش حرارتی برای سرنشینان وسایل نقلیه وبخصوص وسایل نقلیه عمومی،بدلیل محدود بودن فضا، تراکم حضور افرادوعدم یکنواختی شرایط فردی و محیطی با پیچیدگی‌های زیادی همراه است.یکی ازمصادیق عدم یکنواختی وهمگونی شرایط فردی درمیان مسافران،پوشش متفاوت افراداست؛بطوریکه دربسیاری ازمواقع،برخی از مسافران از سطح پوشش بالاتروبرخی دیگرازپوشش کمتری برخوردار هستند.دراین تحقیق سعی شده تا تاثیرات ناهمگونی پوشش مسافران یک اتوبوس بادوحالت سیستم تهویه جابه‌جایی کفی واختلاطی بالاسری برروی احساس حرارتی موضعی افراد برای اولین بار مورد ارزیابی قرار گیرد.برای این منظور،از حلگر عددی اپن‏فوم وبسته حل بویانت بوزینسک سیمپل فوم برای حل معادلات حاکم بر جریان و انرژی وبرای ارزیابی شرایط آسایش حرارتی موضعی ازمدل آسایش حرارتی 65-نقطه‌ای تانابه استفاده شده است.براساس نتایج بدست آمده،سیستم تهویه جابه‌جایی عملکرد بهتری درفراهم آوردن شرایط مطلوب ویکنواخت دارد.بطوریکه در تهویه اختلاطی بیشینه شاخص احساس حرارتی حدود 1/1 است ولی این مقدار در حالت تهویه جابه‌جایی حدود 0/4 است.همچنین،نتایج نشان می‌دهد که عدم وجود پوشش درناحیه ساعد نه تنها باعث کاهش دمای حدود 2/5 درجه سلسیوس دردست می‌شود،بلکه باعث کاهش احساس حرارتی کل بدن در حدود 0/1 در تهویه جابه‌جایی و 0/4 درتهویه اختلاطی بالاسری می‌شوند.این امرنشان میدهد که سطح حساسیت افراد دارای پیراهن آستین کوتاه،تحت سیستم تهویه اختلاطی نسبت به سیستم جابه‌جایی بیشتراست.}, keywords_fa = {سیستم تهویه جابه‌جایی,سیستم تهویه اختلاطی,پوشش غیر یکنواخت,احساس حرارتی موضعی,اتوبوس}, url = {https://mej.aut.ac.ir/article_2898.html}, eprint = {https://mej.aut.ac.ir/article_2898_524828ce499e42525d03868745a5a698.pdf} } @article { author = {Hekmat, Shahriyar and Molaeimanesh, Gholam Reza}, title = {Experimental Investigation on the Performance of Hybrid Thermal Management System Based on Water Cooling and Phase Change Material for a Lithium Battery Module of an Electric Vehicle}, journal = {Amirkabir Journal of Mechanical Engineering}, volume = {51}, number = {4}, pages = {21-30}, year = {2019}, publisher = {Amirkabir University of Technology}, issn = {2008-6032}, eissn = {2476-3446}, doi = {10.22060/mej.2018.13582.5678}, abstract = {The performance of Li-ion batteries using in electric vehicles is deeply dependent on the temperature. Therefore, applying of a thermal management system (TMS) is necessary for using these types of batteries. In this study, a battery module with hybrid TMS, based on water-cooling and phase change material (PCM) is designed and manufactured, at first. Secondly, using experimental method, the temperature of each cell was measured using active and passive cooling methods and the role of the cooling modes were compared with each other. The results of the study presented here indicate that the temperature of the battery without a cooling system (first cooling mode) in the high discharge rate increases significantly up to 57 C. In the second cooling mode, which is with only PCM, the results showed that PCM greatly reduce the temperature till 32 C (26 C less than the mean temperature in the first cooling mode). In the third cooling mode, the mean temperature of cells reduces to 30.5 C (1.5 C less than the second cooling mode).}, keywords = {Electrical vehicles,lithium battery,hybrid thermal management system,phase change material (PCM),water cooling}, title_fa = {بررسی تجربی عملکرد یک سیستم مدیریت حرارتی هیبرید آب-خنک و ماده تغییر‎فاز‎دهنده در یک ماژول باتری‎ لیتیومی مورد استفاده در یک خودروی الکتریکی}, abstract_fa = {عملکرد باتریها لیتیومی مورد استفاده در خودروهای الکتریکی به شدت به دما وابسته است. بنابراین استفاده از یک سیستم مدیریت حرارتی، امری مهم و ضروری در استفاده از این نوع باتریها تلقی میشود. با توجه به این مسئله، در پژوهش ارائه شده، ابتدا طراحی و ساخت یک ماژول باتری و سیستم مدیریت حرارتی هیبرید، به وسیلهی لولههای آب-خنک و مواد تغییرفازدهنده انجام گردید و با استفاده از روش تجربی، دمای هر سلول با استفاده از روشهای خنککاری فعال و غیرفعال، اندازهگیری و نقش هر یک از حالتهای خنککاری، با یکدیگر مورد مقایسه و بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از این پژوهش نشان میدهد، دمای باتری بدون سیستم خنککاری در دشارژ بالا به مرز 57 درجه سانتی‌گراد رسیده است و در حالت دوم آزمایش که توسط مواد تغییرفازدهنده انجام گرفته، دمای سلولها کاهش چشمگیری داشته و نسبت به حالت اول آزمایش، 26 درجه سانتیگراد دمای باتریها کاهش یافته و به 32 درجه سانتیگراد رسیده است. در حالت سوم آزمایش، خنککاری به صورت هیبرید توسط مواد تغییرفازدهنده و لولههای آب-خنک صورت گرفته است و نتایج نشان میدهد که دمای میانگین باتری ها با 1.5 درجه کاهش، به دمای بهینه 30.5 درجه سانتیگراد رسیده است.}, keywords_fa = {خودروی الکتریکی,باتری‎ لیتیومی,مدیریت حرارتی هیبرید,مواد تغییرفازدهنده,خنک کاری آب-خنک}, url = {https://mej.aut.ac.ir/article_2854.html}, eprint = {https://mej.aut.ac.ir/article_2854_45487c11b97cc8a484c735252f6de857.pdf} } @article { author = {havaej, peyman and Kermani, Mohammad J. and heidary, hadi and abdollahzadehsangroudi, Mohammadmahdi}, title = {A parametric investigation of two phase flow in the cathode side of polymer electrolyte membrane fuel cell}, journal = {Amirkabir Journal of Mechanical Engineering}, volume = {51}, number = {4}, pages = {31-40}, year = {2019}, publisher = {Amirkabir University of Technology}, issn = {2008-6032}, eissn = {2476-3446}, doi = {10.22060/mej.2018.13474.5644}, abstract = {In this study, performance of Polymer Electrolyte Membrane fuel cell (PEMFC) was investigated using a 3D transient and two-phase simulation of the cathode side of PEMFC. The governing equations were discretized by finite volume method and solved numerically using an in-house FORTRAN code. A parametric study on the liquid water formation in porous medium and the performance of the PEMFC was conducted. Among effective parameters on the performance of PEMFC, porosity and permeability of porous media, contact angle between water and solid surface, were studied. The results showed that the reduction of porosity, permeability and contact angle increase the content of liquid water in porous media. Permeability and contact angle are the most effective ones in such a way that reduction of permeability and contact angle from to and from 140 to 91 degree, respectively, reduce the average of the liquid water volume fraction (s) in catalyst layer from 0.04 to 0.16 (by factor of 3) and from 0.058 to 0.15 (59%). For the operating condition studied here, a correlation is developed for prediction of the s based on a parameter which is solely function of propreties of the porous media.}, keywords = {PEM fuel cell,Two phase flow,Liquid water production,Finite volume method,numerical simulation}, title_fa = {بررسی پارامتری جریان دوفاز در سمت کاتد پیل سوختی غشا پلیمری}, abstract_fa = {در این پژوهش عملکرد پیل سوختی غشا پلیمری، با استفاده از شبیه‌سازی دوفازی، گذرا و دو بعدی در سمت کاتد پیل سوختی، بررسی می شود. ابتدا یک مدل جامع برای شبیه‌سازی جریان دوفازی ارائه شده، سپس با استفاده از روش حجم محدود، معادلات گسسته و توسط یک کد فرترن داخلی حل می گردد. بررسی پارامتری بر روی میزان آب مایع تولید شده در محیط متخلخل و اثر آن بر عملکرد پیل سوختی تحقیق می گردد. تاثیر چهار پارامتر ضریب تخلخل و قابلیت نفوذ محیط متخلخل، زاویه تماس و نرخ آب منتقل شده از غشا به کاتد مورد بررسی قرار گرفته‌اند. نتایج نشان می‌دهد که با کاهش ضریب تخلخل، قابلیت نفوذ و زاویه تماس، مقدار آب در محیط متخلخل افزایش می یابد. بیشترین تأثیر را قابلیت نفوذ و زاویه تماس داشته، بطوریکه کاهش ضریب نفوذ از     9-10   m2 به m 2    2×10 -14 و زاویه تماس از 140 به 91 درجه، کسر حجمی آب مایع در کاتالیست را به ترتیب از 0/04 به 0/16 (سه برابر) و 0/058 به 0/15 (59%) افزایش می دهد. برای شرایط عملکردی مطالعه شده، یک رابطه برای پیش بینی میزان آب مایع موجود در محیط متخلل بر حسب یک پارامتر که تنها تابعی از جنس محیط متخلل می باشد، ارائه شده است.}, keywords_fa = {پیل سوختی غشا پلیمری,جریان دوفاز,تولید آب مایع,روش حجم محدود,شبیه‌سازی عددی}, url = {https://mej.aut.ac.ir/article_2797.html}, eprint = {https://mej.aut.ac.ir/article_2797_eab44f533a9998821d2ef8948a3de884.pdf} } @article { author = {hooshmand, payam and Shafiei, Mohammad Behshad and roshandel, ramin}, title = {Experimental Investigation of a solar system to produce fresh water from waste heat of photovoltaic module using Heat pipes}, journal = {Amirkabir Journal of Mechanical Engineering}, volume = {51}, number = {4}, pages = {41-50}, year = {2019}, publisher = {Amirkabir University of Technology}, issn = {2008-6032}, eissn = {2476-3446}, doi = {10.22060/mej.2018.13226.5582}, abstract = {Among the aims of this study was the fabrication of a desalination system with the help of both photovoltaic module and thermosyphon heat pipe technologies. After the fabrication of the desalination system, various parameters such as the amount of produced freshwater by distilled vapor on the glass covering and basin side walls and the surface temperature of the photovoltaic, heat pipe and glass cover were studied. Analysis of the effect of water depth in the basin and also the effect of the presence of a mirror inside the reservoir were also performed and finally the amount of freshwater production was studied in passive state (scenario 2), active state (scenario 1) and active state with mirror (scenario 3). The results indicated that the optimum water depth was 5 cm and the maximum amount of product water was measured to be 0.292 kg⁄(m^2 h) at 2 p.m. The daily efficiency of the passive, active solar still and active solar still with mirror (scenarios 1, 2 and 3) were calculated. Furthermore, results showed that the installation of the mirror led to an average 10.0% and 12% increase in freshwater production and electric power, respectively. Finally, Economical analysis was performed on the proposed system.}, keywords = {Thermosyphon heat pipe,Photovoltaic module,Mirror,Daily efficiency of desalination system,Economical analysis}, title_fa = {مطالعه تجربی تولید آب شیرین با استفاده از بازیابی حرارت تلف شده از فتوولتاییک با استفاده از لوله حرارتی}, abstract_fa = {رشد جمعیت جهان، مصرف بیش از حد آب و ثابت بودن منابع آب شیرین در جهان باعث ایجاد مشکل کمبود آب می‌شود، بنابراین باید تولید آب شیرین بر اساس انرژی‌های تجدیدپذیر در پیش گرفته شود. در این مقاله یک نوع آب شیرین‌کن با به کارگیری انرژی تجدیدپذیر خورشیدی به منظور شیرین سازی آب شور بررسی شده است. پس از ساخت آب شیرین‌کن خورشیدی در ابتدا عمق بهینه آب شور در مخزن آب به صورت تجربی بررسی گردید. در ادامه به بررسی میزان تولید آب شیرین از طریق میعان بخار روی پوشش شیشه‌ای و دیواره‌های مخزن پرداخته شد که بیشینه آب تولید شده در شرایط تقطیر معمولی مربوط به ساعت 14:00 و به میزان   (kg/m2h)0/292 در عمق 5 سانتی متر بود. در ادامه تاثیر نصب سینی در داخل مخزن جهت جلوگیری از ترکیب مجدد بخار میعان شده بر روی جداره‌های داخلی مخزن با آب داخل مخزن بررسی گردید. همچنین به بررسی تولید آب شیرین با به کارگیری یک آینه بر روی سطح پنل خورشیدی پرداخته شد. نتایج نشان می دهند که نصب آینه باعث افزایش به ترتیب 10 و 12 درصد آب شیرین تولیدی و توان الکتریکی خروجی به طور متوسط خواهد شد. در نهایت راندمان ساعتی و روزانه هر کدام از حالت‌های بررسی شده محاسبه گردید. پارامترهای مربوط به فتوولتاییک و بازده الکتریکی نیز محاسبه شد. یک تحلیل اقتصادی برای آب شیرین‌کن مورد نظر انجام گرفت و هزینه تولید هر لیتر آب شیرین 0/0039 دلار به ازا هر لیتر محاسبه گردید و با نتایج سایر پژوهشگران مقایسه شد.}, keywords_fa = {لوله حرارتی ترموسیفون,فتوولتاییک,آینه,راندمان روزانه آب شیرین‌کن,تحلیل اقتصادی}, url = {https://mej.aut.ac.ir/article_2821.html}, eprint = {https://mej.aut.ac.ir/article_2821_39e81ef33092f649b223503c2cc07ce4.pdf} } @article { author = {Kiani, Mehrdad and Vashahri, Javad and Esmailpour, Kazem}, title = {Parametric Study of Temperature Field of Impinging Burner of Synthetic Gas by Interferometry Mach-Zehnder Method}, journal = {Amirkabir Journal of Mechanical Engineering}, volume = {51}, number = {4}, pages = {51-60}, year = {2019}, publisher = {Amirkabir University of Technology}, issn = {2008-6032}, eissn = {2476-3446}, doi = {10.22060/mej.2018.13064.5522}, abstract = {In this study temperature and flame structure of synthetic gas of two impinging slot burner were investigated experimentally by the Mach-Zehnder interferometry method. The main objective of the study was to examine the key parameters including Reynolds number of jet flow and input fuel and their equivalence ratio on combustion. For the first step, the experimental results of temperature distribution were compared to measured data by thermocouples and maximum and minimum error of 8% and 3% were observed. Temperature Contour and temperature distribution in different sections have been extracted and analyzed. The results show that although the Reynolds number does not affect on the maximum temperature, it has a great influence on the flame structure. Thus, increasing the number of Reynolds increases the region of reaction in the line of symmetry, increases the number of Fringe lines and extends the heated region. Changes in the equivalence ratio directly affect the structure of the flame, thus an increase of this parameter shift the flame zone to downstream and flame stability decreases.}, keywords = {Impinging Slot Burners,Flame Structure,Mach-Zehnder Method,Combustion of Synthetic Gas}, title_fa = {تحلیل پارامتریک میدان دما مشعل متقاطع گاز سنتز با روش اینترفرومتری ماخ-زندر}, abstract_fa = {در این مطالعه دما و ساختار شعله گاز سنتز دو مشعل شیاری متقاطع به‌صورت تجربی با روش اینترفرومتری ماخ-زندر بررسی شده است. هدف اصلی بررسی پارامترهای کلیدی شامل عدد رینولدز جریان هوا و سوخت ورودی و نسبت هم‌ارزی آن‌ها بر روی احتراق بوده است. در ابتدا نتایج تجربی توزیع دما در شعله با نتایج استخراج‌شده از ترموکوپل باهم مقایسه شده‌اند و ماکزیمم و مینیمم خطا به ترتیب 8% و 3% مشاهده شده است. کانتور و توزیع دما در مقاطع مختلف استخراج و مورد تحلیل قرار گرفته اند.  نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌دهند اگرچه عدد رینولدز تأثیری بر بیشینه دما ندارد، اما تأثیر بسیار زیادی بر روی ساختار شعله دارد. بدین‌صورت که افزایش عدد رینولدز باعث بالا رفتن ناحیه واکنش در خط تقارن، افزایش تعداد خطوط فرینج و گسترش ناحیه گرم‌شده می‌گردد. تغییرات نسبت هم‌ارزی مستقیماً ساختار شعله را تحت تأثیر قرار می‌دهد، بدین‌صورت که با افزایش آن محل شکل‌گیری شعله به پایین‌دست انتقال پیدا می‌کند و پایداری شعله کاهش می‌یابد.}, keywords_fa = {مشعل‌های شیاری متقاطع,ساختار شعله,روش ماخ-زندر,احتراق گاز سنتز}, url = {https://mej.aut.ac.ir/article_2800.html}, eprint = {https://mej.aut.ac.ir/article_2800_cbb3946ddc2aa2a475ed7329a7e541d2.pdf} } @article { author = {Baniasadi, Ehasn and Abbasi Varzaneh, Hamidreza}, title = {Energy and Exergy Analyses of the Performance of a Spark Ignition Engine Using Two-Zone Combustion Model}, journal = {Amirkabir Journal of Mechanical Engineering}, volume = {51}, number = {4}, pages = {61-70}, year = {2019}, publisher = {Amirkabir University of Technology}, issn = {2008-6032}, eissn = {2476-3446}, doi = {10.22060/mej.2018.13544.5661}, abstract = {Relying on numerical methods, it is possible to estimate the performance of an engine precisely, and to evaluate the optimization methods of the engine. Almost 30% of the fuel energy is dissipated through the cylinder walls, therefore, accurate calculation of heat transfer rate is necessary to yield reliable results from the simulation model. The thermodynamic model in this paper, that is developed to optimize the performance of a spark ignition engine, utilizes the two-zone combustion model that is suitable for this type of engine. Different models for heat transfer in the engine are used in simulation and compared with available experimental data, and the Hohenberg model is identified as the most precise heat transfer model for spark ignition engine. The results indicate that increase of the compression ratio by 18% leads to almost 2% lower exergy destruction due to engine exhaust and heat transfer to the enegin body, however, the engine power output increases by about 4%. Also, it is concluded that the maximum energy and exergy efficiencies are obtained when combustion takes place 5 degree before top dead center.}, keywords = {Thermodymaic model,Spark ignition engine,Energy and Exergy analysis,Heat ransfer and burning rate,Two-zone model}, title_fa = {تحلیل انرژی و اگزرژی عملکرد یک موتور اشتعال جرقه‌ای با استفاده از مدل احتراق دوناحیه‌ای}, abstract_fa = {امروزه با تکیه بر روش‌های عددی می‌توان عملکرد موتور را با دقت بسیار مناسبی شبیه‌سازی نمود و راهکارهای بهینه سازی عملکرد موتور را بررسی کرد. با توجه به این که در موتور حدود 30 درصد از انرژی سوخت از طریق انتقال حرارت  به دیواره‌های سیلندر هدر می‌رود، به دست آوردن نتایج مناسب از یک مدل شبیه سازی نیازمند محاسبه انتقال حرارت با دقت بالا است. مدل ترمودینامیکی ارائه شده در این مقاله، با هدف بهینه‌سازی یک موتور اشتعال جرقه‌ای، سیکل موتور را به صورت دو‌ناحیه‌ای، که برای موتور اشتعال جرقه‌ای مناسب است، شبیه سازی می‌نماید. جهت انتخاب بهترین مدل برای انتقال حرارت در موتور احتراق جرقه‌ای، مدل‌های مختلف در شبیه‌سازی استفاده شده و پس از مقایسه نتایج هر مدل با نتایج تجربی موتور مورد مطالعه، مدل هوهنبرگ به عنوان مدل مناسب برای انتقال حرارت موتورهای اشتعال جرقه‌ای معرفی گردیده است. نتایج نشان‌داد که با افزایش نسبت تراکم به میزان 18 درصد، تلفات اگزرژی از اگزوز موتور و انتقال حرارت از بدنه تقریباً 2 درصد کاهش می‌یابد در حالی که توان خروجی بیش از 4 درصد افزایش می یابد. همچنین، بیشینه راندمان انرژی و اگزرژی در هنگامی که احتراق 5 درجه قبل از نقطه مرگ بالا رخ دهد، حاصل می شود.}, keywords_fa = {مدل ترمودینامیکی موتور اشتعال جرقه‌ای,تحلیل انرژی و اگزرژی,انتقال حرارت و نرخ سوزش,مدل دو ناحیه‌ای}, url = {https://mej.aut.ac.ir/article_2897.html}, eprint = {https://mej.aut.ac.ir/article_2897_a1ae7611fb4185591fb6e6455342cee3.pdf} } @article { author = {kahnooji, masoud and Agha Mirsalim, S.Mostafa and Alaviyoun, Seyed Shahaboddin}, title = {Improvement of one-dimensional simulation of national engine with consideration of heat transfer and mechanical loss effects in the turbocharger}, journal = {Amirkabir Journal of Mechanical Engineering}, volume = {51}, number = {4}, pages = {71-80}, year = {2019}, publisher = {Amirkabir University of Technology}, issn = {2008-6032}, eissn = {2476-3446}, doi = {10.22060/mej.2018.13524.5668}, abstract = {Nowadays, Turbochargers play an important role in improving the efficiency, downsizing and pollutant reduction of internal combustion engine. Due tothe existence of hot gas flow in the turbine and surrounding air flow in the compressor, the temperature difference between two sides of turbocharger is high and this hightemperature difference causes heat transfer from the turbine to the otherturbocharger components. The heat transfer reduces the turbocharger performancebecause some of the hot gas energy has been removed through heat transfer. There is a need to accurate estimation of the temperature of the turbine exhaust gases to determine the path of the exhaust gases or to determine the boundary conditions of the second turbocharger in engines containing (two-stage turbochargers), and also a need to estimate the compressor outlet temperature as a boundary condition for intercooler and combustion chamber in the absence of an intercooler. In this study, turbocharger one-dimensional heat transfer model is coupled to one-dimensional engine simulation. The results show an improvement (up to 50 °C) in prediction of turbine outlet temperature and also does not affect other characteristics of the engine simulation such as compressor outlet temperature, turbocharger speed, engine brake power, turbine outlet pressure and etc.}, keywords = {Turbocharger,mechanical loss,heat transfer,one dimensional simulation}, title_fa = {بهبود شبیه‌ساز یک‌بعدی موتور ملی با در نظر گرفتن اثرات انتقال حرارت و افت مکانیکی در توربوشارژر}, abstract_fa = {امروزه توربوشارژر‌ها (پرخوران‌ها) نقش مهمی در بهبود بازده، کوچک‌سازی و کاهش آلاینده‌های موتور احتراق داخلی ایفا می‌کنند. به دلیل جریان گاز داغ در توربین و هوای محیط در کمپرسور، اختلاف دما در دو سمت توربوشارژر زیاد است و این اختلاف دمای زیاد، باعث انتقال حرارت از توربین به دیگر اجزا توربوشارژر می‌شود. انتقال حرارت سبب کاهش عملکرد توربوشارژر می‌گردد، زیرا قسمتی از انرژی گاز داغ از طریق انتقال حرارت دفع شده است. نیاز به تخمین دقیق دمای گازهای خروجی توربین جهت طراحی مسیر گازهای خروجی یا تعیین شرایط مرزی توربوشارژر دوم در موتورهای دارای توربوشارژر‏های دومرحله‌ای،  همچنین نیاز به تخمین دمای خروجی کمپرسور به‌عنوان شرایط مرزی برای خنک‌کن میانی و محفظه احتراق در صورت نبود خنک‌کن میانی وجود دارد. در این پژوهش، الگوی انتقال حرارت یک‌بعدی توربوشارژر، به شبیه‌ساز یک‌بعدی موتور درگیر می‌شود. نتایج نشان‌دهنده‌ی بهبود (حداکثر تا 50 درجه سانتی‌گراد) در پیش‌بینی دمای خروجی توربین است و همچنین بر روی دیگر مشخصه‌های شبیه‌سازی موتور از جمله دمای خروجی کمپرسور، سرعت توربوشارژر، توان ترمزی موتور، فشار خروجی توربین و غیره، تأثیر نمی‌گذارد.}, keywords_fa = {توربوشارژر,افت مکانیکی,انتقال حرارت,شبیه‌سازی یک‌بعدی}, url = {https://mej.aut.ac.ir/article_2857.html}, eprint = {https://mej.aut.ac.ir/article_2857_d285bcc67322a5fdff244ec8664ea21f.pdf} } @article { author = {Saeedi, Ali and Jafari Beinabaj, Alireza and Khadem, Javad}, title = {Numerical modeling of magnetic field effects on flame shape, temperature and CO2, CO and NO emission of laminar diffusion combustion of methane}, journal = {Amirkabir Journal of Mechanical Engineering}, volume = {51}, number = {4}, pages = {81-90}, year = {2019}, publisher = {Amirkabir University of Technology}, issn = {2008-6032}, eissn = {2476-3446}, doi = {10.22060/mej.2018.13056.5518}, abstract = {The influence of magnetic field on combustion has attracted many researchers. Since the effect of the magnetic field on the gas flow and the combustion process is through volumetric electromagnetic force, the need for a numerical solution and electromagnetic simulation of the flow field is necessary to obtain the distribution of the magnetic field. The present study investigates the numerical variations in the shape and temperature of the diffusion flame of methane in the presence of a non-uniform magnetic field. For this purpose, two groups of electromagnetic equations and fluid mechanics and combustion are solved simultaneously. The results show that magnetic force volumetric influences on paramagnetic (oxygen, air) and diamagnetism (methane and combustion products) effects on flame shape, flame temperature, and mixing of fuel and air. Also, the use of a decreasing magnetic field causes Slim and drawn flame shape and increase flame temperature and the application of an increasing magnetic field causes the shape of flame to be shortened and diffused (Mushroom-shaped) and the flame temperature decreases relative to the non-magnetic field.}, keywords = {Combustion,magnetic field,flame,Temperature,pollutant}, title_fa = {مدلسازی عددی تغییرات شکل، دما تولید CO2 و NO وCO شعله غیر پیش آمیخته‏ ی متان در میدان مغناطیسی غیر یکنواخت}, abstract_fa = {تاثیر میدان مغناطیسی بر احتراق مورد توجه محققان زیادی قرار گرفته است. از آنجایی که تاثیر میدان مغناطیسی بر جریان گاز و فرآیند احتراق از طریق نیروی الکترومغناطیسی حجمی است، نیاز به حل عددی و شبیه سازی الکترومغناطیسی میدان جریان برای حصول نحوه‏ی توزیع میدان مغناطیسی می‏ باشد. پژوهش حاضر به بررسی عددی تغییرات شکل و دمای شعله آرام غیر پیش آمیخته ‏ی متان در حضور میدان مغناطیسی غیر یکنواخت می پردازد. به این منظور دو دسته معادلات الکترومغناطیس و مکانیک سیالات و احتراق با یکدیگر همزمان حل شده ‏است. نتایج نشان می ‏دهد نیروی حجمی مغناطیسی وارد بر گونه‏ های پارامغناطیس (اکسیژن، هوا) و دیامغناطیس (متان و محصولات احتراق) بر شکل شعله، دمای شعله و اختلاط سوخت و هوا تاثیر دارد. همچنین اعمال میدان مغناطیسی کاهنده باعث باریک و کشیده شدن شکل شعله و افزایش دمای شعله و اعمال میدان مغناطیسی افزاینده باعث کوتاه شدن و پخش شدن (قارچی شکل شدن) نسبت به حالت بدون میدان مغناطیسی می‏ گردد. علاوه بر این با اعمال میدان مغناطیسی بر جریان گاز می‏ توان تولید آلاینده‏ های NO و CO را تغییر داد به نحوی که در میدان مغناطیسی کاهنده تولید آلاینده NO و CO کاهش می‌یابد. بنابراین می‌توان با اعمال میدان مغناطیسی غیریکنواخت شکل و دمای شعله را در کنار تولید آلاینده‌ها کنترل نمود.}, keywords_fa = {احتراق,میدان مغناطیسی,شعله,دما,آلاینده}, url = {https://mej.aut.ac.ir/article_2977.html}, eprint = {https://mej.aut.ac.ir/article_2977_a06a9ad5af3a5791592ef7f090cea4ea.pdf} } @article { author = {Jabbari, Fatemeh and Rajabpour, Ali and Saedodin, Seifollah}, title = {Investigation Dynamic Viscosity of Water-Single Wall Carbon Nanotube Nanofluid and Its Effective Factors By Molecular Dynamics Simulation}, journal = {Amirkabir Journal of Mechanical Engineering}, volume = {51}, number = {4}, pages = {91-100}, year = {2019}, publisher = {Amirkabir University of Technology}, issn = {2008-6032}, eissn = {2476-3446}, doi = {10.22060/mej.2018.13526.5656}, abstract = {Nanofluids as new groups of the heat transfer environments with unique and special properties have attracted particular attention in recent decades. Knowing the characteristics of the nanofluid is the first step in the nanofluid study, which is very important in describing its behavior. Although many attempts have been made to modeling the thermodynamic properties of nanofluids, a comprehensive model for predicting these properties has not yet been provided. In this work has been studied the dynamic viscosity of water-single wall carbon nanotube nanofluid and the effect of volume fraction and size of nanoparticles and nanofluid temperature on it in ranging from 〖25〗^°C to 〖65〗^°C with an interval of 10 °C and 0.125% to 0.734% (0.125%, 0.25%, 0.5%, 0.734%) respectively. After the full explanation of the interaction between base fluid and nanoparticle atoms and analyzing the shear stress autocorrelation function, the results show that the presence of nanoparticles in the base fluid and the addition of its, reducing the temperature, as well as reducing the size and diameter of the carbon nanotubes, increase the dynamic viscosity of nanofluids. Finally, the interpretation and conclusion of the results is discussed.}, keywords = {Nanofluid,Dynamic Viscosity,Molecular Dynamics Simulation,Water,Carbon nano tube}, title_fa = {بررسی ویسکوزیته دینامیکی نانوسیال آب- نانولوله‌کربنی تک جداره و عوامل موثر بر آن به روش شبیه‌سازی دینامیک مولکولی}, abstract_fa = {نانوسیالات به عنوان گروه­های جدیدی از محیط­های انتقال حرارت ، با دارابودن ویژگی­ های خاص و منحصر به فرد، توجه خاصی را به ویژه در دهه­ های اخیر به خود جلب کرده­ است.  دانستن مشخصه ­های نانوسیال اولین گام در مطالعه نانوسیال به شمار می ­رود که درتوصیف رفتار آن بسیار اهمیت دارد. اگرچه تاکنون تلاش­ های بسیاری برای مدلسازی خواص ترمودینامیکی نانوسیالات صورت گرفته است، اما هنوز مدلی جامع برای پیش ­بینی این خواص ارائه نشده است. در بررسی حاضر، ویسکوزیته دینامیکی نانوسیال آب- نانولوله ­کربنی ساده تک جداره به روش شبیه ­سازی دینامیک مولکولی تعادلی انجام شده است. همچنین تاثیر پارامترهای کسرحجمی، دما و قطر نانولوله­کربنی بر روی ویسکوزیته به عنوان یکی از مهم­ترین خواص ترموفیزیکی نانوسیال بررسی شده است. محدوده کسرحجمی 0.125% تا 0.734% (0.125%، 0.25%، 0.5%و 0.734%) و محدوده دمایی 25ᴏ c   -65ᴏ  c  با فاصله دمایی  مورد مطالعه قرار گرفته است. پس از شرح کامل اندرکنش بین اتم­ های سیال پایه و نانوذرات و آنالیز تابع همبستگی تنش، نتایج به دست آمده نشان می ­دهد که حضور نانوذرات در سیال پایه و افزودن کسرحجمی آن، کاهش دما و همچنین کاهش اندازه و قطر نانولوله ­کربنی سبب افزایش ویسکوزیته دینامیکی نانوسیال می­ شود که در انتها به تفسیر و جمع بندی نتایج پرداخته شده است.}, keywords_fa = {نانوسیال,ویسکوزیته دینامیکی,شبیه‌سازی دینامیک مولکولی,آب,نانولوله‌کربنی}, url = {https://mej.aut.ac.ir/article_2932.html}, eprint = {https://mej.aut.ac.ir/article_2932_993a0bf904c5f3108b17674429ba138a.pdf} } @article { author = {Khorasanizadeh, Hossein and Sepehrnia, Mojtaba}, title = {Thermal performance and entropy generation analyses of nanofluid flow in a trapezoidal heat sink with different arrangements}, journal = {Amirkabir Journal of Mechanical Engineering}, volume = {51}, number = {4}, pages = {101-110}, year = {2019}, publisher = {Amirkabir University of Technology}, issn = {2008-6032}, eissn = {2476-3446}, doi = {10.22060/mej.2018.13070.5521}, abstract = {In this three dimensional study heat transfer characteristics and entropy generation of Alumina-water nanofluid laminar flow in a trapezoidal microchannel heat sink have been investigated numerically for a constant heat flux of 200 kW/m2 entering from the substrate and by considering conduction in solid parts. The main scope of this study has been investigating the effects of four horizontal inlet/outlets configurations, from different parts of the inlet and outlet chambers, on heat transfer characteristics and entropy generation, whereas the effects of the Brownian motion of nanoparticles and temperature-dependent properties of the nanofluid are considered. The results show that for a constant pressure drop increasing the nanoparticles volume fraction increases the Nusselt number and total entropy generation, while does not have impressive effect on thermal resistance and tetta (temperture uniformity of substrate). Also for a constant volume fraction increasing pressure drop increases Nusselt number, but decreases thermal resistance, tetta and total entropy generation. According to thermal idicators the A-type arrangment performs better. However, in terms of total entropy generation the B-type arrangement has a slightly better performance. In overall due to importance of tetta the A-type arrangement is the optimum arrangement.}, keywords = {Thermal performance,Entropy generation,Microchannel,Different arrangements,Nanofluid}, title_fa = {تحلیل عملکرد حرارتی و انتروپی تولیدی جریان نانوسیال در یک چاه‌گرمایی ذوزنقه‌ای با آرایش‌های مختلف}, abstract_fa = {در این پژوهش مشخصه‌های انتقال‌حرارت و تولید انتروپی جریان آرام نانوسیال آب- آلومینا در یک چاه‌گرمایی میکروکانالی ذوزنقه‌ای به صورت عددی و سه‌بعدی برای شار حرارتی ثابت kW/m2200 ورودی به کف چاه‌گرمایی و با لحاظ نمودن هدایت در قسمت‌های جامد مطالعه شده‌است. معادلات حاکم بر جریان به روش حجم محدود بر مبنای المان محدود حل شده‌است. هدف اصلی این تحقیق بررسی اثر چهار آرایش مختلف ورود/خروج افقی جریان بر روی شاخص‌های حرارتی و تولید انتروپی، با لحاظ اثر حرکت براونی نانوذرات و تغییر خواص نانوسیال با دما، بوده است. نتایج نشان می‌دهد افزایش افت فشار برای یک کسر حجمی ثابت موجب افزایش عدد ناسلت (بین1/78% تا 1/88%)، کاهش مقاومت حرارتی(بین35/94% تا 40/41%)، کاهش نسبت بیشینه اختلاف دمای کف چاه‌گرمایی به شار حرارتی(بین33/90% تا 41/60%) و کاهش انتروپی تولیدی کل(بین24/34% تا 27/15%) می‌شود. همچنین برای همه آرایش‌ها در یک افت فشار ثابت افزایش کسر‌حجمی باعث افزایش عدد ناسلت(بین11/88% تا12/06%) و انتروپی تولیدی کل(بین1/77% تا 32/37%) می‌شود، ولی تأثیر قابل ملاحظه‌ای بر مقاومت حرارتی و نسبت بیشینه اختلاف دمای کف چاه‌گرمایی به شار حرارتی ندارد به طوری‌که با افزایش کسر حجمی از صفر تا 4% تغییرات مقاومت حرارتی و نسبت بیشینه اختلاف دمای کف چاه‌گرمایی به شار حرارتی به ترتیب کمتر}, keywords_fa = {عملکرد حرارتی,تولید انتروپی,میکروکانال,آرایش‌های مختلف,نانوسیال}, url = {https://mej.aut.ac.ir/article_2859.html}, eprint = {https://mej.aut.ac.ir/article_2859_cdfcb2cb1957a9b885860a4b87403afb.pdf} } @article { author = {Sajjadi, Hasan and Amiri Delouei, Amin}, title = {Investigation of 3-D Nanofluid Natural Convection in Presence of Magnetic Field using Double MRT Lattice Boltzmann method}, journal = {Amirkabir Journal of Mechanical Engineering}, volume = {51}, number = {4}, pages = {111-120}, year = {2019}, publisher = {Amirkabir University of Technology}, issn = {2008-6032}, eissn = {2476-3446}, doi = {10.22060/mej.2018.13429.5640}, abstract = {In this work numerical simulation of magneto hydrodynamics (MHD) natural convection in a three dimensional square cavity has been considered by new means of the Lattice Boltzmann method with double Multi-Relaxation-Time (MRT) model utilizing cu/water nanofluids. D3Q19 and D3Q7 models have been used to solve the momentum and energy equations, respectively and the effect of different Grashof numbers (Gr=1e3 _1e5) and various Hartmann numbers (Ha=0-100) for volumetric fraction of the nanoparticles between 0 and 12% have been investigated. The results have been shown at different planes and lines of the 3-D enclosure and based on the results the double MRT-LBM method is a proper method for simulating the complex 3-D flows. Also, the results show that augmentation of the Hartmann number decreases the heat transfer for base fluid and the maximum reduction of Nusselt number with increasing Hartmann number from 0 to 100 has been observed as 71% for Gr=1e4. While increasing the Grashof number and volumetric fraction of the nanoparticles enhance the heat transfer rate for all Hartmann number. The highest effect of nanoparticle is obtained at Gr=1e4 and Ha=50 as with increasing 12% of volumetric fraction of the nanoparticles Nusselt number enhances 43% .}, keywords = {Lattice Boltzmann method,Double MRT,Nanofluid,MHD,Natural convection}, title_fa = {بررسی جریان سه بعدی جابجایی آزاد نانو‌سیال تحت تاثیر میدان مغناطیسی با استفاده از روش شبکه بولتزمن بر پایه مدل زمان آرامش چندگانه دوتایی}, abstract_fa = {در این مقاله اثر میدان مغناطیسی بر روی جریان جابجایی طبیعی سه بعدی نانوسیال مس/آب داخل یک حفره مکعبی با استفاده از روش شبکه بولتزمن بر پایه مدل جدید زمان آرامش چندگانه دوتایی مورد بررسی قرار گرفت. به منظور اعمال مدل زمان آرامش چندگانه دوتایی شبکه D3Q19 برای حل معادله جریان و شبکه D3Q7 نیز برای حل میدان دما استفاده شد و تاثیر اعداد گراشف(Gr=1e3-1e5) و هارتمن (Ha=0-100) برای میزان نسبت حجمی‌های نانوذره متفاوت (12%-0=φ) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج برای صفحات و خطوط مختلف مکعب نشان داده شد و با توجه به دقت نتایج بدست آمده، روش عددی استفاده شده روشی مناسب برای حل جریان های پیچیده ارزیابی شد. همچنین با افزایش عدد هارتمن در حالت سیال بدون نانوذره مقدار انتقال حرارت کاهش یافت به‌طوری که بیشترین مقدار کاهش عدد ناسلت با افزایش عدد هارتمن از صفر تا 100 برابر 71% برای عدد گراشف 1e4مشاهده شد. در صورتی که با افزایش عدد گراشف و نسبت حجمی نانوذره میزان انتقال حرارت برای تمام اعداد هارتمن افزایش یافت و بیشترین میزان تاثیر نانو ذره در عدد گراشف 1e4 و عدد هارتمن 50 مشاهده گردید به طوری که با افزایش 12% حجمی نانوذره عدد ناسلت به میزان 43% افزایش یافت.}, keywords_fa = {روش شبکه بولتزمن,مدل زمان آرامش چندگانه دوتایی,نانو سیال,میدان مغناطیسی,جابجایی آزاد}, url = {https://mej.aut.ac.ir/article_2816.html}, eprint = {https://mej.aut.ac.ir/article_2816_e523d5617e14393a2a7175c7a6d79a49.pdf} } @article { author = {Rostami, Javad and Abbassi, Abbas and Saffar-Avval, Majid}, title = {Numerical Heat Transfer by Nanofluids in a wavy walls Microchannel using Dispersion Method}, journal = {Amirkabir Journal of Mechanical Engineering}, volume = {51}, number = {4}, pages = {121-130}, year = {2019}, publisher = {Amirkabir University of Technology}, issn = {2008-6032}, eissn = {2476-3446}, doi = {10.22060/mej.2018.13019.5499}, abstract = {In this paper, conjugate heat transfer in wavy microchannels filled with nanofluid is studied numerically. To simulate the nanofluids, dispersion and homogeneous methods in single-phase model and Eulerian-Lagrangian method in two-phase model are used. Homogeneous method underestimates the experimental results. Then, nanofluid simulated by two-phase model using an Eulerian-Lagrangian approach. Then its results are used to find the unknown parameter in the conduction relation of nanofluid in dispersion method. Nanofluids are water-Cu or water-Al2O3 suspensions with a particle diameter of 100-150nm and a volume fraction of up to 2%. The three-dimensional governing equations including continuity, Navier-Stokes and energy equations are solved by the well-known SIMPLE method. The governing equations for particles are solved by a 4th order Runge-Kutta algorithm. due to the 3-D governing equation four equations includinf velocity components and energy should be solved for all particles. The computer program has been written in parallel processing method (MPI). Then a super computer with several CPU,s should be used. Using dispersion method is as simple as homogeneous method but has accuracy as two-phase Eulerian-Lagrangian method.}, keywords = {"Nanofluid","one phase model","dispersion method","two-phase model","Eulerian-Lagrangian"}, title_fa = {حل عددی انتقال حرارت نانوسیالات در میکروکانال موجی‌شکل به روش پخش}, abstract_fa = {در این مقاله انتقال حرارت مزدوج نانوسیالات در میکروکانال­ های موجی­شکل با استفاده از مدل تکفازی به روش پخش و مدل دوفازی به روش اویلری-لاگرانژی بصورت عددی مطالعه شده است. سیال پایه آب و نانوذرات از دو جنس مختلف اکسید آلومینیوم و مس می­ باشند. غلظت حجمی نانوذرات تا 2% و قطر آنها از 100 تا 150 نانومتر تغئیر می­کند. معادلات سه ­بعدی حاکم شامل پیوستگی، ممنتوم و انرژی در سیال از دیدگاه اویلری و به روش حجم کنترل (سیمپل) حل شده ­اند. معادلات حاکم بر حرکت و انرژی ذرات نیز به روش لاگرانژی جداسازی و به روش رنگ-کوتای مرتبه 4 حل شده ­اند. از آنجا که در روش لاگرانژی معادلات حرکت در سه بعد و معادله انرژی برای تک تک ذرات حل می ­شود، از روش پردازش موازی و با استفاده از ابرکامپیوتر این معادلات حل شده ­اند. معادلات حاکم در روش پخش از تئوری محیط متخلخل استخراج شده ­اند. عدم توزیع یکنواخت ذرات در ناحیه حل باعث اختلاف نتایج روش تکفازی و دوفازی می­ شود. این اختلاف در روش پخش با انطباق نتایج حاصل از آن با نتایج دوفازی تاحد زیادی کاهش می­یابد. در پایان برای هر دونوع نانوسیال روابطی جهت محاسبه ضریب هدایت حرارتی ارائه شده است.}, keywords_fa = {نانوسیال,مدل تکفازی,روش پخش,مدل دوفازی,روش اویلری-لاگرانژی}, url = {https://mej.aut.ac.ir/article_2789.html}, eprint = {https://mej.aut.ac.ir/article_2789_bfd951504fa397a257a45a7066a1c068.pdf} } @article { author = {Irani, Mohsen and Sarhaddi, Faramarz and Behzadmehr, Amin}, title = {Thermal Analysis of a Solar Wall Equipped to Nano Phase Change Material}, journal = {Amirkabir Journal of Mechanical Engineering}, volume = {51}, number = {4}, pages = {131-140}, year = {2019}, publisher = {Amirkabir University of Technology}, issn = {2008-6032}, eissn = {2476-3446}, doi = {10.22060/mej.2018.13225.5575}, abstract = {In this paper, the thermal analysis of a solar wall equipped to nano phase change material is carried out, numerically. The governing equation of transient heat conduction is solved by a finite difference technique based on enthalpy method. The validation of numerical results of present study is carried out with the experimental data. There is a fair agreement between numerical results and experimental data. In parametric studies the volume fraction effect of carbon nano tubes and alumina nano particles and the thickness of phase change material is investigated. Present study results showed that suitable improvement in solar wall thermal performance is obtained due to the addition of carbon nano tubes and alumina nano particles to base phase change material. However, carbon nano tubes yield better performance. Performance improvement reasons include the increase of heat transfer speed due to the increase of thermal conductivity and the completion of melting and solidification process. Occurrences resultant leads to a 9% increase in the thermal efficiency of solar wall for 3% volume fraction of carbon nano tubes. Generally, the results of present study give the possibility of the design of a solar wall equipped to phase change material with about 40% of thermal efficiency.}, keywords = {Solar wall,Phase change material,Carbon nano tube,Spherical nano particles of alumina}, title_fa = {تحلیل حرارتی دیوار خورشیدی مجهز به ماده تغییر فاز حاوی نانو ذرات}, abstract_fa = {در این مقاله تحلیل حرارتی دیوار خورشیدی مجهز به ماده تغییر فاز حاوی نانو ذرات به صورت عددی بررسی شده است. معادله حاکم بر مسئله انتقال حرارت هدایتی گذرا می‌باشد و توسط تکنیک اختلاف محدود بر پایه روش آنتالپی حل شده است. اعتبارسنجی نتایج عددی تحقیق حاضر با داده‌های تجربی تحقیقات گذشته انجام شده است و توافق مناسبی برقرار است. در مطالعات پارامتری تاثیر کسر حجمی نانو لوله‌های کربنی و نانو ذرات کروی اکسید آلومینیوم و اثر تغییر ضخامت ماده تغییر فاز بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد که بهبود مناسبی در عملکرد حرارتی دیوار خورشیدی به واسطه افزودن نانو لوله‌های کربنی و نانو ذرات کروی اکسید آلومینیوم به ماده تغییر فاز پایه حاصل می‌شود. البته نانو لوله‌های کربنی عملکرد بهتری را در اختیار می‌گذارند. دلایل این بهبود شامل افزایش سرعت انتقال حرارت به واسطه افزایش رسانندگی حرارتی و همچنین کامل شدن فرآیندهای ذوب و انجماد در ماده تغییر فاز می‌باشد. برآیند این اتفاقات افزایش راندمان حرارتی دیوار خورشیدی به اندازه 9% برای نانو لوله‌های کربنی با کسر حجمی 3%  است. در کل از نتایج تحقیق حاضر می‌توان برای طراحی یک دیوار خورشیدی مجهز به ماده تغییر فاز با راندمان حرارتی در حدود %40 استفاده کرد.}, keywords_fa = {دیوار خورشیدی,ماده تغییر فاز بهبود یافته,نانو لوله‌های کربنی,نانو ذرات کروی اکسید آلومینیوم}, url = {https://mej.aut.ac.ir/article_2901.html}, eprint = {https://mej.aut.ac.ir/article_2901_72cc14cdf83e869e11083436d9143c13.pdf} } @article { author = {hashemi, seyed abdolmehdi and Forozandeh, Hamed and Mollamahdi, Mahdi}, title = {Experimental investigation of the effect of the flame holder geometry on flame length and NOx and CO emissions in a non-premixed burnerr}, journal = {Amirkabir Journal of Mechanical Engineering}, volume = {51}, number = {4}, pages = {141-150}, year = {2019}, publisher = {Amirkabir University of Technology}, issn = {2008-6032}, eissn = {2476-3446}, doi = {10.22060/mej.2017.12128.5267}, abstract = {In this paper, the effect of different flame holder geometry on the flame length and NOx and CO emissions in a non-premixed burner is experimentally studied. A non-premixed burner with natural gas fuel and some cylindrical flame holder geometry with fixed outer diameter and different internal diameter and length is used. First, tests are carried out for the flame holders with the internal diameter of 4 and 6 cm and length of 10 cm and then for the flame holders with the length of 10, 15, and 20 cm and the internal diameter of 6 cm. The results show that by increasing the air flow rate, the flame length increases at the fixed-power of the burner and by increasing the power of burner, the flame length increases at the fixed-air flow rate. Moreover, it is indicated that any changes at the length and internal diameter of the flame holder have not effect on the flame length, but there are effective on NOx and CO emission. Increasing the diameter of the flame holder decreases up to 42 percent of NOx and increases up to 40 percent CO.}, keywords = {Non-premixed burner,flame holder,NOx,CO,Flame length}, title_fa = {مطالعه تجربی تاثیر هندسه سرمشعل بر طول شعله و آلاینده‌های اکسیدهای نیتروژن و کربن مونواکسید در یک مشعل غیر پیش‌آمیخته}, abstract_fa = {در مطالعه حاضر تاثیر ابعاد مختلف سرمشعل‌های استوانه‌ای بر طول شعله و آلاینده‌های ناکس و کربن مونواکسید در یک مشعل غیر پیش‌آمیخته به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. برای انجام آزمایش‌ها از یک نمونه مشعل غیرپیش‌آمیخته با سوخت گاز طبیعی و سرمشعل‌های استوانه‌ای شکل با قطرهای خارجی ثابت، قطرهای داخلی و طول‌های متفاوت استفاده شده است. در این بررسی، دو دسته مختلف از سرمشعل‌ها به‌کار گرفته شده‌است. دسته اول سرمشعل‌ها، دارای قطر داخلی 4  و 6  سانتیمتر با طول یکسان 10 سانتیمتر و دسته دوم سرمشعل‌ها، دارای طول 10، 15 و 20 سانتیمتر با قطر داخلی یکسان 6 سانتیمتر می‌باشند. نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌دهند که در یک توان ثابت با افزایش سرعت هوای ورودی، مقدار طول شعله کاهش و در یک سرعت هوای ثابت با افزایش توان مشعل، طول شعله افزایش می‌یابد. همچنین با بررسی اثر تغییر طول و قطر داخلی سرمشعل‌ها بر طول شعله مشاهده گردید که در یک توان ثابت مشعل، تغییر طول و قطر داخلی سرمشعل، تأثیر چندانی روی طول شعله ندارد، درحالی‌که افزایش قطر موجب کاهش حداکثر 42 درصدی ناکس و افزایش 40 درصدی آلاینده کربن مونواکسید می‌شود.}, keywords_fa = {مشعل غیرپیش‌آمیخته,سرمشعل,اکسیدهای نیتروژن,کربن مونواکسید,طول شعله}, url = {https://mej.aut.ac.ir/article_1087.html}, eprint = {https://mej.aut.ac.ir/article_1087_458a23094c97b41a6611d1380967b5e1.pdf} } @article { author = {behroozi, behrooz and Basirat Tabrizi, Hassan and Damangir, Ebrahimi}, title = {Modeling and Experimental study of force convection frost formation over a curved surface}, journal = {Amirkabir Journal of Mechanical Engineering}, volume = {51}, number = {4}, pages = {151-160}, year = {2019}, publisher = {Amirkabir University of Technology}, issn = {2008-6032}, eissn = {2476-3446}, doi = {10.22060/mej.2018.12728.5411}, abstract = {Frost formation has important effects in many fields, such as refrigeration industry, air-conditioning, aviation, etc. The frost develops when a humid air comes into contact with a cooler surface then to its freezing point. Frost formation is a complicated transient phenomenon in which a variety of heat and mass transfer mechanisms are taking place simultaneously. In this work development of frost on horizontal cylinder in force convection conditions was investigated experimentally. An experimental system of frost formation on cold cylinder surface whit wind tunnel was set up and the effects of cold surface temperature, air temperature, air velocity and air relative humidity on frost thickness and density were studied. Result shows that as relative humidity increased and surface temperature decreased, frost thickness increased and frost density decreased. Also as air temperature increased and air velocity decreased, frost thickness and frost density decreased. On top of and at the bottom of cylinder, frost thickness is minimum and at the behind of cylinder, frost thickness is maximum. Finally presentation of a correlation based on experimental data and effective parameters have studied.}, keywords = {Cold Cylinder,Heat and Mass Transfer,Frost,Force Convection}, title_fa = {مدلسازی و بررسی تجربی جریان اجباری تشکیل برفک روی سطح سرد خمیده}, abstract_fa = {تشکیل برفک اثرات مهمی در بسیاری از زمینه­ها از جمله صنعت تبرید، تهویه مطوع، حمل و نقل هوایی و غیره دارد. هنگامی که هوای مرطوب نزدیک سطح سرد به دمای زیر دمای انجماد آب برسد برفک تشکیل می­ شود. تشکیل برفک یک پدیده گذر پیچیده­ای می­ باشد که انواع مکانیزم ­های انتقال حرارت و جرم به طور همزمان در حال وقوع است. در این کار توسعه تشکیل برفک در استوانه افقی تحت جابجایی اجباری به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. یک سیستم آزمایشگاهی تشکیل برفک در سطح استوانه سرد همراه با تونل باد راه اندازی شده است و تاثیر دمای سطح سرد، دمای هوا، سرعت هوا و رطوبت نسبی بر روی ضخامت و چگالی برفک مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می ­دهد، با افزایش رطوبت هوا و کاهش دمای سطح، ضخامت برفک افزایش می­ یابد و چگالی برفک کمتر می­ شود. همچنین با افزایش دمای هوای محیط و کاهش سرعت هوا، ضخامت برفک کاهش می­ یابد و چگالی برفک کمتر می­ شود. در نهایت یک رابطه همبستگی بر اساس داده ­های آزمایشگاهی و تاثیر پارامترها برای ضخامت برفک مورد بررسی قرار گرفته است.}, keywords_fa = {استوانه سرد,انتقال حرارت و جرم,برفک,جابجایی اجباری}, url = {https://mej.aut.ac.ir/article_2858.html}, eprint = {https://mej.aut.ac.ir/article_2858_2602c8830294c7639916ce5d59de1578.pdf} } @article { author = {jahantighi, sadegh and Nourbakhsh, Amireh and mohammadi, arash}, title = {Simulation of heat transfer in shutdown time of engine by conjugate heat transfer}, journal = {Amirkabir Journal of Mechanical Engineering}, volume = {51}, number = {4}, pages = {161-170}, year = {2019}, publisher = {Amirkabir University of Technology}, issn = {2008-6032}, eissn = {2476-3446}, doi = {10.22060/mej.2018.13612.5683}, abstract = {At the time of engine shutdown, the most probability of boiling exists. The reason is that in a few seconds after stopping of revolution of water pump, the temperature of coolant that is in direct contact with the cylinder head, increases; and if the temperature rising is not considered in design, it can causes film boiling in water jacket of engine. In time of the engine shut down, the cylinder is in contact with piston, and if the cylinder temperature does not drop rapidly, it will cause serious damage to the engine. Also, decreasing in heat transfer from hot gases of combustion chamber to coolant due to stopping the revolution of coolant causes the damage in gasket. Therefore, this damage can be prevented by obtaining distribution of the block temperature during silencing. In this paper, coupled heat-transfer simulation of cooling jacket, block and cylinder head after the engine shut down is carried out with AVL-Fire software. Results of pressure and heat transfer coefficient, heat flux in water jacket and temperature distribution in block and cylinder head are achieved. Finally, effect of engine shutdown is investigated.}, keywords = {Internal combustion engine,Shutdown time,Boiling heat transfer}, title_fa = {شبیه سازی انتقال حرارت در موقع خاموش شدن موتور با کوپل حرارتی جامد و سیال}, abstract_fa = {در هنگام خاموشی موتور بیشترین امکان جوشش وجود دارد زیرا در چند ثانیه پس از خاموش شدن پمپ آب، دمای سیال خنک کننده که در تماس با سرسیلندر داغ قرار دارد افزایش پیدا می کند که اگر در طراحی ان دقت نشود می تواند باعث جوشش لایه ای در راهگاه آب موتور شود. در زمان خاموشی موتور، سیلندر در تماس مستقیم با پیستون ساکن قرار دارد و اگر دمای سیلندر به سرعت کاهش نیابد باعث چسبیدن پیستون به سیلندر، و آسیب جدی به موتور می شود. همچنین کاهش انتقال حرارت از گازهای داغ محفظه احتراق به سیال خنک کننده به علت توقف گردش آن در راهگاه آب می تواند باعث سوختن واشر سرسیلندر شود. بنابراین با بدست آوردن توزیع دمای بلوک و سرسیلندر در حین خاموشی می توان از این آسیب جلوگیری نمود. در این مقاله کوشش شده اثر انتقال حرارت بعد از توقف گردش موتور و ایجاد پدیده جوشش در شرایط گذرا بعد از خاموشی موتور با شبیه سازی بررسی گردد. در کار حاضر شبیه­ سازی ناپایا با کوپل حرارتی همزمان راهگاه آب، بلوک و سرسیلندر موتور با استفاده از نرم افزار AVL-Fire  انجام شده است. ابتدا اعتبارسنجی با استفاده از نتایج آزمایشگاهی دما در چهار نقطه در در سرسیلندر انجام شده است که همخوانی خوبی بین نتایج عددی و آزمایشگاهی وجود دارد. نتایج فشار، ضریب انتقال حرارت جابجایی، شار حرارتی در راهگاه آب و توزیع دما در بلوک و سرسیلندر در حالت گذرا نشان داده شده است. در انتها اثر خاموش شدن موتور روی دمای ماکزیمم سیال خنک کننده و پوسته جامد در بلوک و سرسیلندر  و توزیع شار حرارتی و دمای سرسیلندر در حالت گذرا بررسی شده است.}, keywords_fa = {موتور احتراق داخلی,زمان خاموشی,انتقال حرارت جوشش جریانی}, url = {https://mej.aut.ac.ir/article_2860.html}, eprint = {https://mej.aut.ac.ir/article_2860_b5510c008a9a626a1a2e1ea62addbb83.pdf} } @article { author = {Fallahi, Amir and Salimpour, Mohammad Reza and Shirani, Ebrahim}, title = {Numerical Analysis of Temperature Distribution in A 3-D MR Image-Based Human Finger Model under Severe Cold Conditions}, journal = {Amirkabir Journal of Mechanical Engineering}, volume = {51}, number = {4}, pages = {171-180}, year = {2019}, publisher = {Amirkabir University of Technology}, issn = {2008-6032}, eissn = {2476-3446}, doi = {10.22060/mej.2017.13298.5593}, abstract = {Frostbite is severest form of cold injury that can have serious consequences on limbs such as digits, ears, cheek and nose which are far from the heart. Therefore, in this article, it has been tried to simulate the temperature distribution and find the starting time of frostbite in a human finger as a member that is sensitive to cold stress with a realistic approach. In this research, anatomical data has been extracted from MR images which approximate bone, soft tissues and vessels volume independently. The approach that is presented for converting the MR images to a 3-D finite element model is one of the novelties of this research. A coupled thermo-fluid model is applied to simulate a finger exposed to cold weather. The effect of heat conduction, metabolic heat generation, heat transport by blood perfusion, heat exchange between tissues and large vessels are considered in energy balance equations. Environmental situations such as ambient temperature and wind speed and also glove thermal resistance have been investigated and compared to each other.}, keywords = {Frostbite,Finger,temperature distribution,MR Image}, title_fa = {تحلیل عددی توزیع دما در یک مدل سه‌بعدی انگشت انسان استخراجی از عکس‌های ام‌آرآی در شرایط حاد سرمایی}, abstract_fa = {سرمازدگی یکی از شدیدترین شکل‌های آسیب‌های سرمایی است که اثرات جدی بر اعضای بدن به‌خصوص عضوهایی چون انگشتان دست و پا، گوش‌ها، گونه و بینی که از قلب دور هستند، می‌گذارد. لذا در این مقاله سعی شده است تا با رویکردی واقع‌گرا مطابق با بیولوژی و آناتومی اعضای بدن، توزیع دما در انگشت دست به‌عنوان عضوی حساس در مقابل سرما، شبیه‌سازی شده و زمان سرمازدگی موضعی انگشتان دست، تحت شرایط مختلف جوی پیش‌بینی گردد. در این تحقیق از عکس‌های ام‌آرآی به‌عنوان مرجعی مناسب جهت شناسایی بافت‌های نرم، استخوان و رگ‌های خونی انگشتان دست استفاده شده است. روش استخراج مدل سه‌بعدی قابل‌تحلیل از عکس‌های ام‌آرآی یکی از نوآوری‌های این پژوهش محسوب می‌شود. یک مدل حرارتی-سیالاتی کوپل  برای شبیهسازی انتقال حرارت در یک انگشت انسان که تحت شرایط سرمایی قرار دارد به خدمت گرفته شده است. اثرات هدایت گرمایی، تولید حرارت متابولیسمی، انتقال حرارت از طریق پرفیوژن خون و انتقال حرارت مابین بافت و رگ‌های بزرگ در معادلات موازنه انرژی لحاظ شده است. شرایط محیطی ازجمله دمای محیط و سرعت وزش باد و همچنین میزان مقاومت حرارتی دستکش به‌عنوان پارامترهای تأثیرگذار بر رفتار حرارتی انگشت دست و پدیده سرمازدگی بررسی و با یکدیگر مقایسه شده است.}, keywords_fa = {سرمازدگی,انگشت دست,توزیع دما,تصویر ام‌آرآی}, url = {https://mej.aut.ac.ir/article_2717.html}, eprint = {https://mej.aut.ac.ir/article_2717_7b457610a6fda96807fff5bf293e155a.pdf} } @article { author = {heydari, mohsen and khalili, khalili and Ahmadi-Brooghani, Yousef}, title = {Relative Humidity Period Influence on Drying Induced Stresses in Intermittent Drying of Clay}, journal = {Amirkabir Journal of Mechanical Engineering}, volume = {51}, number = {4}, pages = {181-190}, year = {2019}, publisher = {Amirkabir University of Technology}, issn = {2008-6032}, eissn = {2476-3446}, doi = {10.22060/mej.2018.13048.5514}, abstract = {Intermittent drying is an effective strategy for improving the drying kinetics, energy consumption as well as, the quality of the dried products. The aim of this study is to investigate the effect of the period of intermittent drying on the drying kinetics and the induced stresses. To this end, a clay like material is used and by changing the air relative humidity periodically, the stresses induced were determined. Parameters variation with moisture and temperature are considered in modeling. Good agreement between experimental and simulation variables results reveals that the model developed is valid and accurate. Simulation results suggest that the drying rate should be kept at its minimum at the stage of disruption of hydraulic continuity. Due to the gradual disruption of capillary tubes in transition period, the part is affected gradually, and this necessitates the possible crack deformation points of the part to be sought simultaneously. Also, the current work studied the magnitude of each of stresses induced by non-uniform moisture distribution and stresses induced by non-uniform temperature distribution. It is shown that the thermal stresses are negligible compared to the moisture stresses and can be neglected in drying modeling.}, keywords = {Intermittent drying,convective drying,drying stress,mathematical modeling,Clay}, title_fa = {بررسی تاثیر دوره تناوب بر تنش های خشک شدن در خشک شدن تناوبی خاک رس با تغییرات دوره‌ای رطوبت نسبی}, abstract_fa = {خشک‌شدن تناوبی در صورت طرح‌ریزی مناسب یک راهکار موثر برای بهبود سینتیک خشک شدن، کیفیت قطعات خشک شده و مقدار مصرف انرژی می‌باشد. تعیین دوره تناوب، دامنه تناوب و زمان شروع تناوب چالش‌های اصلی در طرح‌ریزی فرایند خشک شدن تناوبی می‌باشند. هدف این مطالعه بررسی تاثیر دوره تناوب بر سینتیک و تنش‌های خشک شدن در خشک شدن تناوبی خمیر رسی با تغییرات دوره‌ای رطوبت نسبی می‌باشد. همچنین تنش‌های حرارتی و رطوبتی مورد مقایسه قرار گرفته است. تغییرات پارامترهای خشک شدن نسبت به رطوبت و دما در مدلسازی لحاظ گردیده است. مطابقت مناسب متغیرهای متعدد تجربی و شبیه‌سازی نشان دهنده صحت و درک کامل هر سه جنبه فرایند خشک شدن توسط مدل ریاضی ارائه شده می‌باشد. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که در هنگام شکسته شدن لوله‌های موئین قطعه باید در دوره خشک شدن با نرخ کمینه قرار داشته باشد. با توجه به شکست تدریجی لوله‌های موئین در دوره گذار، خشک شدن تناوبی روی نقاط مختلف اثر متفاوتی می‌گذارد. از این رو نقاط مستعدد ترک برداشتن باید به صورت هم‌زمان مورد بررسی قرار گیرند. تنش‌های حرارتی در مقایسه با تنش‌های رطوبتی بسیار ناچیز هستند و می‌توان از مدلسازی آنها در فرایند خشک‌شدن صرف نظر کرد.}, keywords_fa = {خشک شدن تناوبی,خشک شدن جابجایی,تنش های خشک شدن,مدلسازی ریاضی,خاک رس}, url = {https://mej.aut.ac.ir/article_2851.html}, eprint = {https://mej.aut.ac.ir/article_2851_f92ba33beea0710f0bbc0a1931dc7f21.pdf} }