دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 52 2 2020 04 20 Experimental Investigation of Cooling Performance Enhancement of a Photovoltaic Module Using a Phase Change Material-CuO Nanoparticles بررسی آزمایشگاهی بهبود عملکرد خنک سازی یک ماژول فتوولتائیک با استفاده از ماده تغییر فاز-نانوذرات اکسید مس 281 296 2996 10.22060/mej.2018.14288.5830 FA ابراهیم ابراهیمی 1- استادیار گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی مهندسی، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه ایران Journal Article 2018 04 07 In this work, the effect of using the mixture of a phase change material and CuO nanoparticles as a cooling agent on the performance of a photovoltaic module has been investigated experimentally. The phase change material located in a chamber at the backside of the module is cooled with spiral copper tubes. Phase change material due to absorbing a lot of heat from the surface of the module and control the heat capacitance of the system causes to raising its overall efficiency. The effect of CuO nanoparticles concentration (0.5-4% wt.) and the weight of phase change material (1-2.25 kg) on the different parameters such as the surface temperature of the photovoltaic module, increase in maximum power and cooling efficiency have been investigated. Results show that using pure phase change material significantly causes to decrease in the surface temperature of the module from 58.34 ºC to 51.7 ºC. In addition, data depicted that adding CuO nanoparticles to the pure phase change material results in increasing the cooling efficiency and the produced power. Increasing the weight of pure phase change material and the mixture of phase change material -4% CuO from 1 kg to 2.25 kg results in a decrease in the surface temperature of the photovoltaic module from 51.7 ºC to 48.1 ºC and 45 ºC to 42.9 ºC, respectively. In addition, by increasing the nanoparticles in phase change material, cooling efficiency and the produced power are increased and the highest values are 22.87% and 3.46 W attributed to the layout of using 2.25 kg phase change material and 4% CuO. در این مطالعه، تاثیر استفاده از ترکیب یک ماده تغییر فاز دهنده و نانوذرات اکسید مس به عنوان عامل خنک‌ساز بر روی عملکرد یک ماژول فتوولتائیک به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. ماده تغییر فاز که در محفظه پشت ماژول قرار گرفته و از طریق میلی لوله‌های مارپیچی با آب سرد خنک‌سازی شده است. ماده تغییر فاز دهنده به دلیل دریافت مقدار زیادی ازگرمای سطح ماژول و درنتیجه کنترل ظرفیت حرارتی سیستم به افزایش راندمان آن کمک می‌کند. اثر غلظت نانوذرات اکسید مس )5/0 تا 4 درصد وزنی( و مقدار ماده تغییر فاز )1/25  تا 2 کیلوگرم( بر پارامترهای مختلف مانند دمای سطح ماژول، افزایش توان بیشینه و بازده خنکسازی ماژول فتوولتائیک مورد بررسی قرار گرفته‌اند. نتایج نشان داد که استفاده از ماده تغییر فاز دهنده خالص به طور چشمگیری باعث کاهش دمای سطح ماژول ازºC 58/34 بهºC 51/7 شده است. همچنین، داده‌ها نشان داد که افزودن نانوذرات اکسید مس به ماده تغییر فاز دهنده خالص منجر به افزایش بازده خنک‌سازی و توان تولیدی از ماژول شده است. افزایش وزن ماده تغییر فاز دهنده خالص وترکیب آن با اکسید مس 4 %ازkg 1 بهkg 25/2 منجر به کاهش دمای سطح ماژول به ترتیب از 51/7 بهºC 48/1 و از 45 بهºC 42/9 شده است. همچنین، با افزایش غلظت نانوذرات در ماده تغییر فاز دهنده، بازده خنک‌سازی و مقدار توان تولیدی افزایش یافته و بالاترین مقادیر آنها به ترتیب برابر% 22/87 وW 3/46 مربوط به حالت استفاده از kg 2/25 ماده تغییر فاز دهنده و اکسید مس 4 %می‌باشد. https://mej.aut.ac.ir/article_2996_0d15b64b63c14a69fa3ca7d473d1a68b.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 52 2 2020 04 20 Performance Analyzing of an Inverted Absorber Basin Solar Still Equipped with Photovoltaic Cells بررسی عملکرد آب‌شیرین‌کن خورشیدی حوضچه‌ای جاذب معکوس مجهز به سلول‌های فتوولتائیک 297 310 2853 10.22060/mej.2018.13707.5691 FA معین کریمی تکلو گروه مکانیک، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، ایران فرامرز سرحدی مدیر گروه مهندسی مکانیک گروه مهندسی مکانیک دانشگاه سیستان و بلوچستان فاطمه صبح نمایان گروه مکانیک، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، ایران Journal Article 2017 11 13 In the present paper, a basin solar still with a curved inverted reflector under the basin is studied. In the investigated solar still, some photovoltaic cells are inserted on the glass cover of the condenser. Therefore, the system produces fresh water and electricity, simultaneously. By writing energy balance for different components of the system, photovoltaic cells temperature, condenser glass cover temperature, water temperature, and absorber temperature can be obtained. Also, the thermal and electrical efficiencies of the system are introduced. Present study simulation results are consistent with experimental data of the previous studies. Parametric study results show that increased water depth reduces freshwater productivity and its effect on the electricity production is negligible. Increasing photovoltaic cells reduces freshwater productivity and raises electricity production. Increased wind velocity and increase in the basin area increase freshwater productivity and electricity production. Also, an increase in the number of photovoltaic cells increases the electrical efficiency and reduces thermal efficiency, therefore, it decreases system overall efficiency. Water depth effect on electrical efficiency is negligible but, it decreases thermal efficiency and the overall efficiency of the system. سیستم موردبررسیدرتحقیق حاضریک آب‌شیرین‌کنخورشیدی حوضچه‌ای است که به زیرآن‌یک بازتابنده منحنی شکل متصل می‌باشد و تعدادی سلول فتوولتائیک بر روی شیشه چگالنده آن تعبیه‌شده است. بنابراین سیستم مذکورعلاوه برتولید آب شیرین، برق نیزتولید می‌کند. با نوشتن موازنه انرژی برای اجزای مختلف سیستم،عباراتی برای محاسبه دمای سلول فتوولتائیک، دمای شیشه چگالنده، دمای آب و دمای صفحه جاذب به‌دست‌آمده است. همچنین بازدهی گرمایی و الکتریکی سیستم نیز معرفی‌شده‌اند. نتایج شبیه‌سازی تحقیق حاضر در توافق خوبی با داده‌های آزمایشگاهی مراجع گذشته است. برمبنای مطالعات پارامتری انجام‌گرفته مشخص شد که افزایش عمق آب حوضچه، از تولید آب شیرین می‌کاهد و تأثیر آن در تولید برق محسوس نیست. افزایش سلول‌های فتوولتائیک باعث کاهش تولید آب شیرین و افزایش تولید برق می‌شود. افزایش سرعت وزش باد، باعث افزایش تولید آب شیرین و برق می‌شود. افزایش مساحت حوضچه، باعث افزایش تولید آب شیرین و برق می‌شود.همچنین افزایش سلول‌های فتوولتائیک به ترتیب باعث افزایش بازدهی الکتریکی و کاهش بازدهی گرمایی و درمجموع باعث کاهش بازدهی کل سیستم می‌شود. افزایش عمق آب حوضچه در بازدهی الکتریکی بی‌تأثیراست ولی بازدهی گرمایی ودرمجموع بازدهی کل سیستم راکاهش می‌دهد. https://mej.aut.ac.ir/article_2853_63c83d0d705157e75ce4def6eacfb09e.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 52 2 2020 04 20 Chemical and Physical Effects of Carbon Dioxide Injection with Different Preheating Temperature in Flameless Combustion بررسی تاثیر فیزیکی و شیمیایی تزریق دی‌اکسیدکربن با مقادیر پیش‌گرمایش مختلف در احتراق بدون شعله 311 328 2966 10.22060/mej.2018.13901.5749 FA اسماعیل ابراهیمی فردویی دانشجوی دکترای دانشگاه تربیت مدرس کیومرث مظاهری دانشگاه تربیت مدرس- دانشکده مهندسی مکانیک Journal Article 2018 01 02 The purpose of the present study is the numerical simulation of the flameless burner with carbon dioxide injection into the oxidizer stream using OpenFOAM software. Also, the effect of different amounts of oxidizer preheating temperature has been studied. In order to perform simulations from the partially stirred reactor combustion model, the standard k-ε turbulence model with modified coefficients and discrete phase radiation model with the calculation of adsorption and emission coefficients using weighted sum of gray gases mode model with non-gray gas coefficients have been used. The results of the present study indicate that the physical effects of carbon dioxide degradation will reduce the amount of heat release and the amount of carbon monoxide produced, while the chemical effects of this injection result in a significant increase in these amounts. Increasing the mass fraction of injection from 0.25 to 0.75 leads to a change in the maximum mass fraction of carbon monoxide produced from 0.05 to 0.072. Also, the chemical effect of the injection changes the flame structure and increased carbon monoxide emissions by increasing the preheating temperature. The chemical effect of carbon dioxide injection on the production of NOx pollutants is such that, with increasing temperature, the amount of NOx emission is increased. هدف از مطالعه حاضر شبیه‌سازی عددی مشعل بدون شعله همراه با تزریق دیاکسید کربن درون جریان اکسید کننده با استفاده از نرم افزار متن باز اپن‌فوم است. همچنین اثر مقادیر مختلف دمای پیشگرمایش اکسیدکننده در آن مورد مطالعه قرار گرفته است. به‌منظور انجام شبیه‌سازیها از مدل احتراقی پی.آ.اِس.آر، مدل آشفتگی کا-اپسیلون استاندارد با ضرایب اصلاح شده و همچنین مدل تشعشعی فاز گسسته همراه با محاسبه ضرایب جذب و گسیل با استفاده از مدل دبلیو.اِس.جی.جی.اِم با ضرایب گاز غیرخاکستری استفاده شده است. نتایج بدست آمده از مطالعه حاضر نشان‌دهنده آن است که اثرات فیزیکی ناشی از تزریق دیاکسید کربن منجر به کاهش میزان آزادسازی حرارت و میزان کربن مونوکسید تولید شده می‌گردد در حالی‌که اثرات شیمیایی این تزریق منجر به افزایش قابل توجهی در این مقادیر می‌شود. افزایش میزان کسر جرمی تزریق از0/25 به 0/75 منجر به تغییر بیشینه کسر جرمی مونوکسید کربن تولید شده از0/05 به 0/072 می‌شود. همچنین با افزایش دمای اکسیدکننده بر تاثیر شیمیایی تزریق بر روی ساختار شعله و انتشار آلاینده مونوکسید کربن افزوده می‌شود. همچنین تاثیر شیمیایی تزریق دیاکسید کربن بر روی تولید آلاینده ناکس به صورتی است که با افزایش دما منجر به افزایش میزان ناکس منتشر شده می‌شود.<br />  https://mej.aut.ac.ir/article_2966_5ad6d55579a2a3c3446227157d3c87e5.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 52 2 2020 04 20 Thermodynamic Analysis of Refrigerants Pairs in Two Stages Cascade Vapor Compression Refrigeration Cycle for Cooling of Telecommunications Equipment with Volume Decreasing Approach بررسی عملکرد ترمودینامیکی جفت سیال عامل سیکل تبرید تراکمی آبشاری دومرحله ای جهت سرمایش تجهیزات مخابراتی با رویکرد کاهش حجم تجهیزات 329 346 2986 10.22060/mej.2018.14301.5833 FA محمد مهدی کشتکار گروه آموزشی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمان، ایران الهه غلامیان گروه مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی کرمان Journal Article 2018 04 09 In this research, a two-stage cascade refrigeration cycle with different refrigerants is analyzed thermodynamically and then every component of the cycle with the approach to decrease the volume is studied. Functional variables are including evaporation temperature, pressure ratio and the amount of input work in both high and low-temperature cycle and cooling capacity as stated in issue is considered. With the change of refrigerants in high and low-temperature circuits, variation the volume of the components and change the coefficient of performance of the system is investigated. The results show that the lowest volume of the system achieves in the high-temperature cycle with the use of refrigerant R-134a use and in the low-temperature cycle with the use of R-508B and R- 23 and the total volume of the system is reduced. It is observed that at low evaporation temperatures, the compressor volume is highly dependent on the amount of cooling capacity. As for the evaporation temperature 173K, with increasing cooling capacity from 100 W to 200 W, the compressor volume increases 3.2 times from 9100 cm3. It is also seen with increasing the evaporation temperature, the volume of air-cooled condenser reduces and in the evaporation temperature 173K, with increasing of cooling capacity from 100 W to 200 W, the volume of air-cooled condenser system in two-stage cascade increases from 4500 cm3 to 13000 cm3 . در این تحقیق یک سیکل تبرید تراکمی آبشاری دومرحله‌ای با مبردهای مختلف به صورت ترمودینامیکی بررسی شده و سپس تک تک اجزاء سیکل با رویکرد دستیابی به حجم کمتر مورد مطالعه قرار می‌گیرد. متغیرهای عملکردی شامل دمای تبخیر، نسبت فشارکمپرسور و مقدار کار ورودی در هر دو سیکل دما بالا و دما پایین بوده و ظرفیت سرمایشی به عنوان قید مسئله در نظر گرفته شده است. با تغییر مبردهای سیکل دما بالا و دما پایین، تغییر حجم اجزاء مورد استفاده و تغییر ضریب عملکرد سیستم بررسی می‌گردد. نتایج نشان می‌دهند که کمترین حجم سیستم با استفاده از مبرد آر- 134آ ، در سیکل دما بالا و مبردهای آر-508بی و آر-23 در سیکل دما پایین به دست می‌آید. همچنین در دماهای تبخیر پایین حجم کمپرسور مورد استفاده به شدت وابسته به مقدار ظرفیت سرمایشی است. به نحوی‌که در دمای تبخیر 173 کلوین، با دو برابر شدن ظرفیت سرمایشی از 100 تا 200 وات، حجم کمپرسور از 9100 سانتی‌مترمکعب به میزان 3/2 برابر افزایش می‌یابد. همچنین مشاهده گردید با افزایش دمای تبخیر، حجم کندانسور هوایی کاهش می‌یابد و در دمای تبخیر 173 کلوین، با دو برابر شدن ظرفیت سرمایش از 100 تا 200 وات، حجم کندانسور هوایی در سیستم دومرحله‌ای آبشاری از 4500 به 13000 سانتی‌مترمکعب افزایش می‌یابد و با افزایش دمای تبخیر تغییر در افزایش حجم به واسطه تغییر ظرفیت سرمایشی کاهش می‌یابد. https://mej.aut.ac.ir/article_2986_b3246495faa8551494a9dd31cc02450b.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 52 2 2020 04 20 Simulation of the Heating, Ventilation, and Air Conditioning System with Geothermal Energy and Solar Collector شبیه‌سازی سامانه تهویه مطبوع با انرژی زمین‌گرمایی به همراه کلکتور خورشیدی 347 364 2961 10.22060/mej.2018.13864.5733 FA سید امید داعی نیاکی دانشکده مکانیک دانشگاه علوم و فنون مازندران،بابل،ایران محسن پورفلاح دانشگاه علوم و فنون مازندران آرین زارع قادی دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران Journal Article 2017 12 24 Future concerns for the limitation of fossil resources and the reduction of environmental pollutants will extend the use of renewable energies such as geothermal energy plus solar energy. The presence of this energy in the country makes it suitable for heating or cooling residential and commercial spaces. In this paper, the thermal load of a home built according to energy efficiency standards is simulated. The air conditioning system based on the geothermal heat pump and the solar collector is modeled on the house using the Transmission software, and the effect of using the heating element of energy recovery from wastewater in the system, the technical-economic system performance in different cities of the country in terms of climate and efficiency. The solar collector component is examined for the average storage temperature. The results show that the heating used by the recycling component leads to the 0.9% increase in the temperature of the heat pump inlet in a five-year period and an increase of 1.9 degrees Celsius on the average temperature of the hot water tank during one year. The system’s performance in warm and dry climates is 25047 $ better than elsewhere in the country. گرانی‌های آینده برای محدود بودن منابع فسیلی و همچنین کاهش آلاینده‌های زیست محیطی، استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر نظیر انرژی زمین گرمایی به همراه انرژی خورشیدی را گسترده می‌سازد. وجود این انرژی در کشور باعث می‌شود تا از آن برای گرمایش و یا سرمایش فضاهای مسکونی و تجاری بهره برده شود. در این مقاله بار حرارتی خانه‌ای ساخته شده طبق استانداردهای کارآمد انرژی، شبیه‌سازی می‌شود. سیستم تهویه مطبوع مبتنی بر پمپ حرارتی زمین گرمایی و کلکتور خورشیدی با استفاده از نرم‌افزار ترنسیس، بر روی خانه مدل‌سازی شده و تأثیر استفاده از گرمایش جزء بازیاب انرژی از آب هدررفت در سیستم، عملکرد فنی-اقتصادی سیستم در شهرهای مختلف کشور به لحاظ اقلیمی و کارایی جزء کلکتور خورشیدی بر روی متوسط دمای ذخیره سازی مورد بررسی قرار می‌گیرد. نتایج نشان می‌دهد که گرمایش استفاده شده از جزء بازیاب باعث افزایش 0/9 درصدی بر روی دمای سیال ورودی به پمپ حرارتی در یک بازه پنج ساله و افزایش 1/9 درجه سلسیوسی بر روی میانگین دمای سیال تانک آب گرم طی یک سال می‌شود. کارایی سیستم در اقلیم‌های گرم و خشک با هزینه راه اندازی 25047 دلار بهتر از نقاط دیگر کشور است. https://mej.aut.ac.ir/article_2961_bcde21f64082d2438053ec564fd59487.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 52 2 2020 04 20 Experimental Evaluation of an Energy Efficiency Improvement System in Split Air Conditioner ارزیابی تجربی یک سیستم بهبود دهنده عملکرد انرژی در کولر گازی اسپلیت 365 380 3079 10.22060/mej.2018.14298.5832 FA حسنعلی ازگلی مدیر گروه بهره وری و تبدیل انرژی / پژوهشکده مکانیک سازمان پژوهش های علمی و صنعتی ایران کیوان سیدی نیاکی مربی، پژوهشکده مکانیک، سازمان پژوهش های علمی و صنعتی ایران، تهران، ایران Journal Article 2018 04 08 In this study, the effect of using a wet evaporation layer in the inlet air of the condenser on the performance of split air conditioner has been investigated. Also, based on a new contribution, the drained water generated due to the ambient moisture distillation on the evaporator coil, collected and used in the evaporation layer. The temperature of passed air through the surface of the condenser is reduced before entering the condenser due to contact with the evaporation layer. Applied experimental studies and results of prototype test showed that by reducing the temperature of condenser inlet air using proposed evaporative cooling system, the average electrical energy consumption decreases more than 12% and the coefficient of performance increases about 15.1%. Also, despite the desired effects of the proposed mechanism on the coefficient of performance and system energy consumption, the results of parametric studies indicated that effectiveness of the evaporative condenser reduced due to the ambient temperature and relative humidity. So that, the system performance changes decreases with increasing ambient temperature (30.5 to 44.5 Celsius) from 18.22% to 15.05%, and also it declines from 18.14% to 6.4%, as well as reduction of the relative humidity (from 35 to 70 percent). در این پژوهش، تأثیر استفاده از یک لایه تبخیری مرطوب در هوای ورودی به کندانسور، بر روی عملکرد کولر گازی اسپلیت مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین، با ارائه ابتکاری جدید، آب تخلیه تولید شده از تقطیر رطوبت موجود در هوای داخل، جمع آوری و در لایه تبخیری کندانسور به مصرف رسیده است. هوای عبوری از روی سطح کندانسور، پیش از ورود در اثر تماس با لایه تبخیری، کاهش دما می‌یابد. مطالعات تجربی صورت گرفته و نتایج به دست آمده از آزمایش نمونه ساخته شده نشان داد که در اثر کاهش دمای هوای ورودی به کندانسور با استفاده از این طرح سرمایش تبخیری، به طور متوسط مصرف انرژی الکتریکی بیش از 12 درصد کاهش و ضریب عملکرد به مقدار 15/1 درصد افزایش داشته است. همچنین، علیرغم اثرات مطلوب مکانیزم ارائه شده در این تحقیق بر روی ضریب عملکرد و میزان مصرف انرژی سیستم، نتایج تحلیل‌های پارامتریک نشان از کاهش اثربخشی سیستم کندانسور تبخیری با افزایش دما و رطوبت نسبی محیط داشته است. بطوریکه درصد تغییرات ضریب عملکرد سیستم با افزایش دمای محیط )از 30/5 به44/5 درجه سلسیوس( از %18/22 به %15/05 و همچنین با افزایش رطوبت نسبی محیط )از 35 به 70 درصد( از %18/14 به %6/4 کاهش می‌یابد. https://mej.aut.ac.ir/article_3079_1cc52e797c09fabc3588e881f34f4d3d.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 52 2 2020 04 20 Investigation of the Effect of Anode Fuel Contaminants on the Performance of Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell بررسی تأثیر حضور آلایندههای سوخت آند بر عملکرد پیل سوختی غشاء پلیمری 381 398 2818 10.22060/mej.2018.13678.5688 FA عباس مرادی بیلندی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران محمد جعفر کرمانی صنعتی امیرکبیر*مهندسی مکانیک هادی حیدری دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران محمد مهدی عبداله زاده سنگرودی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی امیر کبیر Journal Article 2017 11 07 In the present work, a two-dimensional, transient, two-phase (two-fluid model), multicomponent model is considered for the anode-side of polymer electrolyte membrane fuel cells. The cell is assumed to include flow channel, gas diffusion layer, and catalyst layer. The discretized governing equations are numerically solved on a non-uniform grid with an in-house developed code. First, the steady-state effects of introducing Carbon-Monoxide-contaminated hydrogen on the cell performance were investigated. Then, the dynamic behavior of the cell under Carbon-Monoxide poisoning and the effects of air bleeding on the recovery of the output current density were investigated. The results were validated against experimental data, and it was indicated that even introducing a trace amount of contamination leads to significant degradation of cell performance (about 70% of output current was lost within 30 minutes when the hydrogen is pre-mixed with 10 part per million of Carbon Monoxide). Injecting a small amount of air into the anode stream resulted in a fast recovery of the lost current density (by injecting about 5% air into anode fuel, 80% of the output current was recovered within 2 minutes at 53 part per million Carbon Monoxide). Higher air bleeding ratio only resulted in minor improvement of the cell performance. در این پژوهش، شبیه‌سازی جریان تک فاز و دوفاز، هم-دما، گذرا و در حالت دوبعدی برای سمت آند پیل سوختی غشاء پلیمری صورت گرفته است. در این تحقیق، ابتدا اثر ورود مونواکسید کربن به همراه هیدروژن ورودی به آند بر عملکرد پیل سوختی به‌صورت پایا موردبررسی قرارگرفته است. سپس رفتار گذرای پیل سوختی تحت مسمومیت مونواکسید کربن و تأثیر تزریق هوا به هیدروژن بر میزان بازگشت چگالی جریان ازدسترفته بررسی شده است. به‌منظور اعتبارسنجی مدل، نتایج عددی به‌دست آمده با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده‌اند و تطابق قابل قبولی مشاهده شده است. بر اساس نتایج، حتی در غلظت‌های بسیار کم مونواکسید کربن نیز چگالی جریان به‌شدت کاهش می‌یابد )کاهش حدود 70 %چگالی جریان در غلظت ppm 10 در حدود 30 دقیقه(. تزریق مقدار کمی هوا به هیدروژن ورودی منجر به بازگشت سریع چگالی جریان ازدسترفته می‌گردد)بازگشت حدود 80 %چگالی جریان اولیه در مدت 2 دقیقه در اثر تزریق 5 %هوا در غلظت ppm 53 مونواکسید کرین(. افزودن درصد هوای بالاتر تنها منجر به بهبود ناچیزی در عملکرد پیل سوختی می‌گردد. ر عملکرد پیل سوختی می‌گردد. https://mej.aut.ac.ir/article_2818_9862a98dc0166232454dece0d741e8c1.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 52 2 2020 04 20 Parametric Analysis and Optimization of a Trigeneration System Based on the Tubular Solid Oxide Fuel Cell تحلیل پارامتریک و بهینه‌سازی سیستم تولید سه‌گانه بر پایه پیل سوختی اکسید جامد لوله‌ای 399 418 2988 10.22060/mej.2018.14139.5807 FA نقی آقازاده دانشگاه ارومیه شهرام خلیل آریا ارومیه*مهندسی مکانیک 0000-0002-6434-852X صمد جعفر مدار دانشکده فنی گروه مکانیک دانشگاه ارومیه عطا چیت ساز خویی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه ارومیه عضو هیئت علمی Journal Article 2018 02 26 In this article, a new power, cooling and heating trigeneration system consisting of solid oxide fuel cell - gas turbine, a heat recovery steam generator, generator-absorber[1]heat exchange absorption refrigeration cycle and a heat exchanger for heat recovery has been studied from a parametric and optimization perspective. In the present research, in order to control the wasted heat, HRSG is located upstream of GAX, and then, the wasted heat at the system output is used at HR. Due to the important role of the fuel cell in the introduced system, the electrochemical analysis is complete for the fuel cell. Then, the influences of current density, fuel utilization factor, compressor pressure ratio and air utilization factor on the performance of the system are investigated. The optimization of the system is performed in the method of the genetic algorithm to determine the optimal functional points. After optimization and exergoeconomic analysis, the the minimum sum of the unit costs of products, the exergy destruction cost rate and exergoeconomic factor for the overall system is equal to 277.2$/GJ, 40.8$/h and 27.8%, respectively. Therefore, increase in the components’ capital costs can improve the exergoeconomic performance of the system. در این تحقیق، مطالعه پارامتریک و بهینه‌سازی سیستم تولید سه‌گانه جدید پیل سوختی اکسید جامد ، توربین گاز، مولد بخار بازیافت حرارت، چرخه تبرید جذبی گکس و مبدل بازیافت حرارت جهت تولید توان، سرمایش و گرمایش موردبررسی قرارگرفته است. در این تحقیق به‌منظور مدیریت گرمای هدر رفت، مولد بخار بازیافت حرارت در بالادست چرخه تبرید قرار داده‌شده و درنهایت از حرارت موجود در خروجی سیستم در یک مبدل بازیافت حرارت استفاده می‌شود. با توجه به اهمیت نقش پیل سوختی در سیستم معرفی‌شده تحلیل الکتروشیمیایی کاملی در پیل انجام‌ می‌شود. در ادامه، بامطالعه پارامتریک سیستم ترکیبی اشاره‌شده، تأثیرات چگالی جریان، ضریب مصرف سوخت، نسبت فشار کمپرسور و ضریب بهره‌برداری هوا بر روی پارامترهای عملکردی سیستم، بررسی‌شده است. پس از بررسی پارامتریک، بهینه‌سازی سیستم به روش الگوریتم ژنتیک به‌منظور تعیین نقاط بهینه عملکردی انجام‌گرفته است. با توجه به نتایج بهینه‌سازی و اگزرژواکونومیکی سیستم بهینه ، کمینه مجموع هزینه واحد اگزرژی محصولات، نرخ هزینه تخریب اگزرژی و ضریب اگزرژواکونومیکی کل سیستم بهینه به ترتیب 277/2 دالر بر گیگا ژول، 40/8 دالر بر ساعت و 27/8 درصد حاصل شدند؛ بنابراین افزایش هزینه سرمایه‌گذاری اولیه اجزا می‌تواند عملکرد اگزرژواکونومیکی سیستم را بهبود بخشد. https://mej.aut.ac.ir/article_2988_1c1678fae3218a37c43f2d1d9c1e4a63.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 52 2 2020 04 20 Study of Mechanical-Biosystemic Complications of Mazut and New Methods to Reduce Pollutants in Iranshahr Power Plant مطالعه عوارض مکانیکی– بیوسیستمی سوخت مازوت و بررسی فنی استفاده از فنون نوین جهت کاهش آلاینده ها در نیروگاه ایرانشهر 419 436 2949 10.22060/mej.2018.13936.5757 FA شهریار کوراوند دانشگاه تهران*پردیس ابوریحان علی ماشاالله کرمانی دانشگاه تهران Journal Article 2018 01 08 Reducing air pollutions due to the combustion of Mazut fuel is one of the essential requirements of the power plants to prevent environmental damages. On the other hand, toxic contaminations in the air combine with atmospheric precipitation and cause acid rain, and thus their damaging effects increase and their effects are greenhouse gas and global warming. This study investigates the mechanical and metallurgical properties of sediments ash due to the combustion of Mazut fuel on torch and superheater pipes of Iranshahr power plant as well as its pollutants. Then, the factors that cause environmental pollution involve sulfur and nitrogen oxides using Mazut fuel are studied. Also, new methods of reducing these contaminations such as nanotechnology and the best solution for reducing these pollutants and preserving the environment in the Iranshahr power plant are analyzed. By determining the ten main criteria, two methods of Mazut nano-emulsion and wet flue gas desulphurization method have been selected and are suggested to reduce the contamination of the Mazut combustion in Iranshahr power plant. In addition, with the feasibility of using new technologies, an ideal method for reducing the pollution caused by the combustion of Mazut fuel at Iranshahr power plant has been carried out. کاهش آلودگی هوا در هنگام مصرف سوخت مازوت از جمله نیازهای ضروری بخش نیروگاهی برای جلوگیری از بروز آسیب‌های زیست محیطی می‌باشد. از طرفی آلودگی‌های سمی موجود در هوا با نزولات جوی ترکیب شده و باران‌های اسیدی به وجود می‌آورند، لذا اثر تخریبی آنها زیاد می‌گردد. پژوهش حاضر به بررسی ویژگی‌های مکانیکی و متالوژیکی رسوب‌های حاصل از احتراق سوخت مازوت بر روی مشعل و لوله‌های سوپر هیتهای نیروگاه ایرانشهر و همچنین میزان آلاینده‌های آن می‌پردازد. سپس مطالعات و تحلیل و بررسی در زمینه عوامل ایجاد آلودگی زیست محیطی در هنگام مصرف سوخت مازوت انجام می‌شود. همچنین روش‌های نوین کاهش این آلودگی‌ها و استفاده از فناوری‌های جدید بررسی و بهترین راه حل برای کاهش این آلاینده‌ها و حفظ محیط زیست در نیروگاه ایرانشهر مورد تحلیل و بررسی قرار می‌گیرد. با تعیین ده مالک اصلی، از بین روش‌های گوناگون، دو روش نانوامولسیون مازوت و روش گوگردزدایی از گازدودکش به روش جذبی تر انتخاب و پیشنهاد شده است. علاوه بر این با امکان سنجی استفاده از فناوری‌های جدید روش ایده‌الی برای کاهش آلودگی ناشی از احتراق سوخت مازوت در نیروگاه ایرانشهر انجام گردیده است. https://mej.aut.ac.ir/article_2949_464d749bc8451686be073bda86140f50.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 52 2 2020 04 20 An Artificial Neural Network Approach for Modeling and Prediction of Energy Consumption in a Seawater Greenhouse مدل سازی و پیش بینی میزان مصرف انرژی در گلخانه آب دریایی با استفاده از شبکه هوش مصنوعی 437 452 2987 10.22060/mej.2018.14249.5822 FA طالب زارعی دانشگاه هرمزگان رضا بهیاد شرکت گاز اهواز Journal Article 2018 03 27 Seawater greenhouse using humidification-dehumidification method can desalinate saline water and utilize fresh water for the greenhouse and drinking. Many parameters affect the performance of the seawater greenhouse. In this study, the effect of the width and length of the greenhouse, the height of the first evaporator and the roof transparency parameters on the energy consumption in the seawater greenhouse were investigated with the artificial neural network method. Artificial neural networks of the multi-layer perceptron have been used for modeling. An appropriate structure for this method was obtained and the mathematical statistics of the percent of the average absolute relative error, root mean square deviation, and square correlation coefficient were used to evaluate the network performance. The existing method is in good agreement with experimental data. Using this optimized network, the effect of each parameter on the energy consumption was evaluated. Finally, a greenhouse with a width of 125 meters, a length of 200 meters, an evaporator height of 4 meters, and a roof transparency of 0.6, which produces 161.6 m3 /day of fresh water and 1.558 kWh /m3 of energy consumption, was introduced as an optimal seawater greenhouse. گلخانه آب دریایی با استفاده از روش رطوبت‌زنی و رطوبت‌زدایی می‌تواند از آب‌های شور و لب شور نمک‌زدایی کرده و آب شیرین تولیدی را برای مصارف کشاورزی گلخانه و هم مصارف شرب مورد بهره‌برداری قرار دهد. پارامترهای زیادی بر عملکرد گلخانه آب دریایی تاثیرگذار هستند. در این مطالعه با استفاده از روش هوشمند شبکه عصبی مصنوعی به بررسی پارامترهای عرض و طول گلخانه، ارتفاع اواپراتور اول و ضریب گذردهی سقف گلخانه بر روی میزان مصرف انرژی در گلخانه آب دریایی پرداخته شده است. شبکه‌های عصبی مصنوعی پرسپترون چند لایه برای مدل‎سازی مورد استفاده قرار گرفته است. ساختار مناسبی برای این روش به دست آمد و برای ارزیابی عملکرد شبکه از آمارهای ریاضی درصد میانگین مطلق خطا، ریشه میانگین دوم خطا و توان دوم ضریب همبستگی استفاده شده است. روش موجود تطبیق خوبی با داده‌های آزمایشگاهی دارد. با استفاده از شبکه بهینه ایجاد شده، تاثیر هر پارامتر بر میزان مصرف انرژی مورد ارزیابی قرار گرفت. در نهایت گلخانه‌ای با 125 متر عرض، 200 متر طول، ارتفاع اواپراتور برابر 4 متر و ضریب گذردهی 0/6 که دارای آب شیرین تولیدی 161/6 مترمکعب در روز و 1/558 کیلووات ساعت بر متر مکعب مصرف انرژی می‌باشد، به عنوان گلخانه آب دریایی بهینه معرفی شد. https://mej.aut.ac.ir/article_2987_43522244794639d897dcd019f7f993d6.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 52 2 2020 04 20 An Experimental Assessment on the Effects of Forced, Free and Mixed Convection Regimes on the Water Evaporation Rate in Surface Gravity Waves ارزیابی آزمایشگاهی تاثیر رژیم های همرفت طبیعی، ترکیبی و اجباری بر نرخ تبخیر از سطوح مواج آب 453 464 3083 10.22060/mej.2018.14244.5821 FA امین جودت استادیار، دانشکده مهندسی، دانشگاه بجنورد Journal Article 2018 03 26 experimental measurements have been done over a wide range of wave parameters, water temperatures and air velocities in different convection regimes. The measurements were performed on a large heated wave flume equipped with a wind tunnel. The effects of forced, free and mixed convection regimes on the water evaporation rate in surface gravity waves have been investigated. The results show that wave motion on the water surface increases the rate of evaporation for all airflow regimes. In addition, results reveal the evaporation rate increases with air velocity but increasing of the wavy surface parameter, has different effects on the evaporation rate. For the free convection regime, the evaporation rate increases by increasing the wavy parameter. For forced and mixed convection regime at medium values of wave parameters, the leeward airflow structures, which form a barrier for the vertical transport of vapor, decrease evaporation rate. Results reveal that the effect of induced turbulence at the wavy interfacial surfaces on the water evaporation increment is more than the effect of interfacial area increment percentage. Results reveal that the effect of induced turbulence at the wavy interfacial surfaces on the water evaporation increment is more than the effect of interfacial area increment percentage. در این مطالعه با استفاده از اندازه‌گیری‌های آزمایشگاهی در دامنه گستردهای از نسبت ارتفاع به دوره تناوب موج، دمای آب و سرعت هوا در حالتی که نسبت عدد گراشف به مربع عدد رینولدز بین 01/0 و 100 در نظر گرفته شده است، نرخ تبخیر در رژیم‌های همرفت طبیعی، ترکیبی و اجباری با هم مقایسه شده است. نتایج اندازه‌گیری شده نرخ تبخیر برای سطوح مواج نشان می‌دهد که با افزایش سرعت هوا، نرخ تبخیر افزایش می‌یابد در حالی‌که با افزایش نسبت ارتفاع به دوره تناوب موج، نرخ تبخیر رفتار متفاوتی را با تغییرات رژیم جریان همرفت نشان می‌دهد. در رژیم همرفت طبیعی، با افزایش نسبت ارتفاع به دوره تناوب موج، سطح تماس آب و هوا و القای آشفتگی به لایه مرزی بخار افزایش می‌یابد که این موضوع باعث افزایش نرخ تبخیر می‌شود و نسبت‌های ارتفاع به دوره تناوب موج بالاتر از 15/0 متر بر ثانیه، باعث افزایش بیشتر نرخ تبخیر می‌گردد. در حالی‌که در رژیم‌های همرفت ترکیبی و اجباری، علاوه بر وجود مناطقی مشابه رژیم همرفت طبیعی که سبب افزایش نرخ تبخیر می‌شود در ترکیب خاصی از سرعت جریان هوا و پارامترهای سطح مواج، کاهش غیرمنتظره نرخ تبخیر دیده می‌شود. https://mej.aut.ac.ir/article_3083_87be6d70753dd09dd89e652fba706030.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 52 2 2020 04 20 Analytic Solution of Governing Equations of Heat and Moisture Transfer in a CapillaryPorous Body with Dirichlet Boundary Conditio حل تحلیلی معادلات حاکم بر انتقال حرارت و رطوبت درمحیط متخلخل موئینه با شرط مرزی دیریشله 465 476 3071 10.22060/mej.2018.13372.5615 FA حمیدرضا نظیف گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران Journal Article 2017 09 04 In this research, a new analytical solution of one dimensional coupled equations of moisture and heat transfer in a capillary-porous body is presented. These equations are known as the Luikov system of equations. These partial differential equations are coupled and non-homogenous, that could be considered linear with the assumption that the coefficients of the equations are independent of space, time, and (every) dependent variables. In the innovative method of this survey, at the first, it is assumed that the system of equations is independent of each other, it has been resulted in a general answer for equations by using the method of separation of variables. Next, the special answers will be obtained by considering coupled equations and using the Laplace transform method. In this survey, it has been studied the effect of dimensionless coefficients such as Luikov number, Fourier number, and phase change coefficient on the rate of heat and moisture transfer. The result shows the coupling important effect of Luikov number on the rate of heat and moisture transfer of capillary-porous body equations. It has also resulted that the phase change coefficient has a minor effect on moisture transfer which was also reported in the study of Luikov. در این تحقیق معادلات کوپل یک بعدی انتقال رطوبت و حرارت در محیط متخلخل به روش تحلیلی، حل و بررسی شده است. این معادلات به دستگاه معادلات لوییکف معروف است. این دستگاه معادلات دارای مشتقات جزئی به صورت کوپل و ناهمگن بوده که با فرض عدم وابستگی ضرایب معادلات به مکان، زمان و متغیرهای وابسته، بصورت خطی در نظر گرفته می‌شوند. در روش ابتکاری ارائه شده در این مطالعه، با توجه به کوپلینگ معادلات حاکم، ابتدا با فرض دستگاه معادلات مستقل از هم، جواب عمومی معادلات با استفاده از روش جداسازی متغیرها بدست می‌آید. سپس با در نظر گرفتن معادلات کوپل با استفاده از تبدیل لاپالس جوابهای خصوصی معادلات به دست آمده است. در این پژوهش تاثیر ضرایب بی‌بعد همچون عدد لوییکف، عدد فوریه و ضریب تغییر فاز بر میزان انتقال حرارت و رطوبت مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده بیانگر تاثیر عدد لوییکف بر میزان کوپلینگ معادلات انتقال حرارت و رطوبت در جسم متخلخل موئینه می‌باشد. همچنین نتایج حاکی از وابستگی بسیار ناچیز ضریب تغییر فاز بر انتقال رطوبت است که این نتیجه در تحقیقات صورت گرفته توسط لوییکف نیز مطرح شده است. https://mej.aut.ac.ir/article_3071_36a6a7e4f8c0af0ba85c6be5e976ea7e.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 52 2 2020 04 20 Three-Dimensional Simulation of Helium Gas Flow in an Aluminum Heat Sink with Rectangular Microchannel in Slip Flow Regime شبیه‌سازی سه‌بعدی جریان گاز هلیم در چاه‌گرمایی‌آلومینیومی با میکروکانال‌های مستطیلی در رژیم جریان لغزشی 477 492 2791 10.22060/mej.2018.13345.5604 FA احمدرضا رحمتی دانشگاه کاشان*مکانیک مجتبی سپهرنیا دانشگاه شهاب دانش Journal Article 2017 08 26 In the present work, for the first time, gas flow with considering slip velocity and temperature jump boundary condition is studied in a heat sink consisting of rectangular fins and microchannels with calculating conjugated heat transfer. In this paper, helium gas flow with Knudsen number between 0.048 to 0.06 has been studied. Heat flux applied to the bottom of the aluminum heat sink is 500W/m2. The governing equation for fluid flow has been discretized using second-order upwind method and solved with using the Coupled algorithm in Ansys-Fluent commercial software. Results show that inlet and local Knudsen numbers decrease with increasing pressure ratio and also local Poiseuille number decreases with increasing inlet Knudsen number. Also, with increasing inlet Knudsen number (reduction of pressure ratio), first the average Nusselt number decreases and then increases. In this case, the average Nusselt number decreases about 54.4% with increasing Knudsen number from 0.006 to 0.024 and the average Nusselt number increases with increasing Knudsen number from 0.024 to 0.048. With increasing Knudsen number, thermal resistance increases continuously. The results show that with increasing inlet Knudsen number, slip and temperature jump coefficients increase. در کار حاضر، برای اولین بار، جریان گاز هلیم در یک چاه گرمایی آلومینیومی با میکروکانال‌های مستطیلی شکل، با لحاظ کردن انتقال حرارت توأمان در بخش سیال و جامد و در نظر گرفتن شرط مرزی سرعت لغزشی و پرش دمایی، مورد بررسی عددی قرار گرفته است. در این پژوهش جریان گاز در محدوده عدد نادسن بین0/006 و 0/048 و با اعمال شار حرارتی 500 وات بر مترمربع به کف چاه درنظر گرفته شده است. معادلات حاکم بر جریان با استفاده از طرح بالا دست مرتبه دوم گسسته‌سازی شده و به کمک الگوریتم کاپلد در نرمافزار تجاری انسیس-فلوئنت حل شده‌اند. نتایج نشان می‌دهد با افزایش نسبت فشار ورودی به خروجی عدد نادسن ورودی و محلی کاهش می‌یابد. همچنین با افزایش عدد نادسن ورودی عدد پوازی محلی کاهش می‌یابد. اضافه براین، با افزایش عدد نادسن ورودی )کاهش نسبت فشار( عدد ناسلت متوسط ابتدا کاهش و سپس افزایش می‌یابد؛ در این خصوص با افزایش عدد نادسن از 0/006 به 0/024عدد ناسلت متوسط 54/40 %کاهش و با افزایش عدد نادسن از 0/024 به 0/048 عدد ناسلت متوسط 5/42 %افزایش می‌یابد. با افزایش عدد نادسن مقاومت حرارتی پیوسته افزایش می‌یابد به طوری‌که با افزایش عدد نادسن از 0/006 به 0/048 مقاومت حرارتی 966/34 %افزایش می‌یابد. همچنین با افزایش عدد نادسن ورودی، اثرات لغزش جریان افزوده شده و ضرایب لغزش و پرش دما افزایش می‌یابد. https://mej.aut.ac.ir/article_2791_1dbab309d9719f51157731e764805286.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 52 2 2020 04 20 Effect of Vortex Generator on a Wavy Wall Heat Exchanger Performance for Turbulent Nanofluid Flow under a Magnetic Field تحلیل اثر مولد ورتکس بر عملکرد مبدل حرارتی اعوجاجی در جریان مغشوش نانوسیال تحت جریان مغناطیسی 493 508 2931 10.22060/mej.2018.13975.5767 FA علی اکبر عباسیان آرانی دانشیار مهندسی مکانیک دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه کاشان کاشان ایران 0000-0003-3011-0297 سیاوش غلامی قلعه ناظری گروه حرارت و سیالات - دانشکده مهندسی مکانیک - دانشگاه کاشان - کاشان - ایران Journal Article 2018 01 17 Today, in the industry for improving the performance and reducing the energy consumption of thermal systems, much attention has been paid. Use of a magnetic field, wavy wall heat exchanger and dispersion of nanoscale particles are the new methods for improving the thermal systems performance containing fluid flow and heat transfer. Flow vortex, which is formed by means of chips, or appendages such as blades or fins, is very effective in improving the heat transfer rate. In this study, the effect of magnetic field application and vortex generator on the flow field and heat transfer in compulsory displacement is investigated separately and simultaneously inside the wavy wall heat exchanger. In the present work, a wavy wall heat exchanger is simulated in various geometries of the Vertex generator under magnetic fields in various Hartmann and Reynolds numbers filled with nanofluid. The system of nonlinear governing equations is solved explicitly using a fluent software based on the basic pressure solver and finite volume method. The results show that with increasing Reynolds number, the Nusselt number and friction coefficient increase and decrease respectively. As the Hartman number increases, the Nusselt number increases and the friction coefficient decreases. مروزه در صنعت بهبود عملکرد و بهبود مصرف انرژی سامانه‌های حرارتی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. استفاده از میدان مغناطیسی، موج دار کردن مبدل و استفاده از ذرات نانو روش‌های نوینی است که برای بهبود عملکرد سیستم‌های حرارتی حاوی جریان سیال کاربردی می‌باشد. گردابه‌های جریانی که به وسیله‌ی تراشه‌های بیرون آمده و یا زائده‌هایی همچون پره یا بالچه تشکیل می‌گردند در بهبود پدیده انتقال حرارت بسیار موثرند. در این تحقیق به بررسی و مقایسه اثر کاربرد میدان مغناطیسی و مولد ورتکس بر میدان جریان و انتقال حرارت در جابه‌جایی اجباری به‌صورت تکی و همزمان درون مبدل‌حرارتی اعوجاجی پرداخته شده است. برای این منظور مبدل حرارتی اعوجاجی در هندسه‌های مختلف مولد ورتکس تحت میدان مغناطیسی در اعداد هارتمن و رینولدز مختلف نانوسیال شبیه‌سازی شده است. در این تحقیق جریان تراکم ناپذیر با استفاده از معادلات حاکم شبیه سازی شده است. دستگاه معادلات غیر خطی حاکم، با استفاده از حلگر فشار مبنا ی نرم افزار فلوئنت و بر اساس روش حجم محدود به صورت صریح حل شده‌اند. نتایج نشان می‌دهند که با افزایش عدد رینولدز مقدار عدد ناسلت و ضریب اصطکاک به ترتیب افزایش و کاهش می‌یابد. همچنین با افزایش عدد هارتمن عدد ناسلت افزایش و ضریب اصطکاک کاهش می‌یابد. https://mej.aut.ac.ir/article_2931_f4731bd735d688d6f3aa996c7fe6b4b0.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 52 2 2020 04 20 Experimental Study of Fluid Flow and Heat Transfer of Al2 O3 -Water Nanofluid in Helically Coiled Micro-Finned Tubes مطالعه تجربی انتقال حرارت جریان نانوسیال آب-اکسید آلومینیوم در لوله‌های مارپیچ میکروفین‌دار 509 524 2927 10.22060/mej.2018.13989.5773 FA مجید دستمالچی کاشان-بلوار قطب راوندی-دانشگاه کاشان قنبرعلی شیخ زاده دانشگاه کاشان علی عارف منش کاشان*مهندسی مکانیک Journal Article 2018 01 27 In this study, inactive methods of enhancing heat transfer in the shell and tube heat exchangers, such as using smooth and micro-fins helically coiled tubes, and employing nanofluids as the working fluid, are investigated experimentally. A number of experiments are carried out for the flow of the Al2 O3 -water nanofluid in a shell and tube heat exchangers with helically coiled smooth as well as micro-finned tubes, and the pressure drop and the heat transfer coefficient are measured. The experiments are conducted for the Dean number ranging from 500 to 4000, for the fin helix angle between 18 and 25º, and for the nanofluid volume fractions of 0, 0.5 and 1%. The average heat transfer coefficients of the tube side of heat exchangers in each case is calculated using the Wilson plot method. Empirical correlations are proposed for the heat transfer coefficient of the nanofluid following through the tube-side of the heat exchanger in terms of the Dean number, the fin helix angle, the fin height and the volume fraction of the nanofluid. Based on the experimental results, using micro-finned coiled tubes together with increasing the micro-fin helix angle and employing nanofluid enhance the heat transfer while increasing the pressure drop through the heat exchanger. بهبود  انتقال حرارت در مبدل‌های حرارتی از اهمیت ویژهای برخوردار است. در مقاله حاضر، روش‌های غیرفعال بهبود انتقال حرارت با استفاده از لوله‌های مارپیچ میکروفین‌دار و نانوسیال به صورت تجربی مطالعه شده است. در این کار تجربی جریان سیال و انتقال حرارت نانوسیال آب-اکسید آلومینیوم برای کسر حجمی‌های 0 ،0/5 و 1 در لوله میکروفین‌دار مارپیچ شده با دو قطر متفاوت کویل مارپیچ و دو زاویه مارپیچ میکروفین 18 و 25 درجه در یک مبدل حرارتی پوسته و لوله مارپیچ برای عدد دین در محدوده 500 تا 4000 مطالعه شده است. ضریب انتقال حرارت سمت لوله مارپیچ با استفاده از روش ویلسون پلات اندازه‌گیری شده است. روابط تجربی نیز بر اساس نتایج بدست آمده بر حسب عدد دین، زاویه مارپیچ فین، ارتفاع فین و کسر حجمی نانوسیال ارائه شده‌اند. بر اساس نتایج تجربی با میکروفین‌دار کردن لوله مارپیچ و افزایش زاویه میکروفین و استفاده از نانوسیال انتقال حرارت و افت فشار افزایش می‌یابد. https://mej.aut.ac.ir/article_2927_3d101cbdaca5337c697a62fda6e810f3.pdf