منصور لهونیان

Abstract This study presents an upgraded double-deck solar still design incorporating a solar air heater and reflector to enhance water distillation performance. The research focused on evaluating the performance, economic value, and environmental impact of these upgrades. Experimental results demonstrated that the addition of a solar air heater and reflector significantly increased the efficiency and output of the solar still. The upper layer of the still consistently outperformed the lower, with maximum efficiency reaching up to 86% under optimal conditions. The upgrades resulted in a substantial increase in water production, with the upper layer producing up to 332 ml of distilled water at peak times, compared to 180 ml in the unmodified still. From an economic perspective, the enhanced system offers a cost-effective solution for water purification, reducing reliance on traditional energy-intensive methods. The environmental benefits are equally noteworthy, as the system harnesses renewable solar energy, reducing carbon emissions and promoting sustainable water management practices. Overall, the upgraded double-deck solar still provides a viable and eco-friendly alternative for water distillation, with significant improvements in both performance and environmental impact. The annual material benefits were 126$, Payback Period (years) 4.76 years, and CO₂ emissions were 800 kg CO₂/year.

Abstract This research investigates the design, construction, and experimental evaluation of a novel solar water distillation system integrated with a solar air heater. The system aims to enhance freshwater production efficiency by utilizing preheated air from the solar air heater to accelerate evaporation in the distillation unit. Experimental results demonstrate a significant improvement in system performance with the integration of the solar air heater. The enhanced system achieves a peak efficiency of 81%. The efficiency further increased to 91% with the integration of a fan with a reducer. The system achieves a maximum hourly water output of 420 ml, significantly higher than the baseline solar still, which has an efficiency of 30% and produces 120 ml. The addition of stainless steel sponges and reflective mirrors further enhances the system's performance. While the novel solar water distillation system is small in size, with a basin area of 0.48 m², research has shown a significant increase in fresh water production, reaching 4.87 L/m²/day in one day. Economic and environmental analyses reveal the system's cost-effectiveness and sustainability. With an initial cost of $500, the system offers annual savings of 84.24 $ and a payback period of 5.9 years. It also reduces CO2 emissions by 730 kg CO2/year. Furthermore, the distilled water's purity is significantly improved, with TDS levels dropping from 154 ppm to 0.03 ppm. TDS, short for Total Dissolved Solids, is a measure of the combined total of organic and inorganic substances dissolved in water. The research validates the hypothesis that integrating a solar air heater enhances solar still performance, providing a promising solution for addressing water scarcity, particularly in regions with abundant sunlight.

امروزه با توجه به اینکه بیمارهای صعب العلاج همانند سرطان به سرعت در حال افزایش و تهدید کردن سلامتی اقشار مختلف مردم می باشد، اهمیت بحث درمان این بیماری ها با توجه به سرعت انتشار آنها، بیش از پیش ضروری و مهم به نظر می رسد. یکی از راه های مهم درمانی که به سرعت درحال همه گیر شدن در بحث های پزشکی و بالینی می باشد، استفاده از نانوذرات حامل دارو برای برای رساندن دارو به نحو موثرتر به بافت های سرطانی می باشد. از کاربردهای دیگر این نانوذرات در بحث های دیگر پزشکی می توان تصویربرداری های مغناطیسی (MRI)، جداسازی سلول ها، ردیابی ذرات و حسگرهای زیستی را نام برد. نانوذرات حامل دارو برای درمان بیماری سرطان و متوقف کردن سرعت انتشار سلول های سرطانی، از اهمیت خاصی برخوردار هستند. در این پژوهش به بررسی حرکت این نانوذرات حامل دارو، همراه جریان خون در یک رگ دوشاخه دارای گرفتگی با درنظر گرفتن برهم کنش ذرات نسبت به یکدیگر، پرداخته شده است. از رهیافت های پژوهش حاضر توجه به این مورد است که با درنظر گرفتن جریان خون به صورت یک جریان نیوتونی در هندسه ی رگ اشاره شده، و تحت تاثیر یک میدان مغناطیسی خارجی، سعی گردیده است، که اثر پارامترهای مختلف برای رسیدن به بیشترین درصد جذب نانوذرات حامل دارو در محل بافت آسیب دیده، بررسی گردد، به این امید که گام کاربردی در این زمینه برداشته شود. پارامترهای مختلف در نظرگرفته شده عبارتنداز: قطر نانوذرات حامل دارو، فاصله ی میدان مغناطیسی تا رگ، سرعت جریان، نیوتونی یا غیر نیوتونی فرض کردن جریان خون، میزان و نوع گرفتگی، اثر قطر شاخه نزدیک به آهنربا و تاثیر در نظر گرفتن برهم کنش بین ذرات بر روی بازده جذب نانوذرات مغناطیسی مورد توجه قرار گرفته است. نتایج نشان داده اند که با افزایش قطر نانوذرات جذب ابتدا افزایشی و پس از آن به دلیل جذب پیش از موعد کاهشی خواهد شد. از طرفی افزایش فاصله ی رگ تا میدان مغناطیسی و هم چنین بالارفتن سرعت جریان خون منجر به افزایش جذب تا 50 درصد در ناحیه بافت آسیب دیده، در سایزهای بالای نانوذرات خواهد شد. قابل ذکر است که درنظر گرفتن جریان خون به صورت نیوتونی، موجب تاثیر بیش از حد نیروی مغناطیسی وارده به نانوذرات حامل دارو ناشی از میدان مغناطیسی خواهد شد که نتیجه آن جذب تا 16.67 درصد بیشتر در قطرهای پایین تر، نسبت به حالت غیرنیوتونی می باشد. هم چنین درنظرگرفتن برهم کنش بین ذرات، موجب افزایش و تاثیر مطلوب تا 11 درصد بیشتر هنگام جذب نانوذرات در تزریق تصادفی خواهد شد.

کاهش منابع انرژی، گرم شدن کره زمین و انتشار گاز کربن دی اکسید، افزایش هزینه انرژی و افزایش تقاضای انرژی منجر به استفاده از روش‌های کارآمد تر برای تبدیل انرژی و طراحی سیستم‌های جدید برای تولید برق شده‌‌است. در سال های اخیر از زیر سیستم های توربین های گازی، موتورهای رفت و برگشتی، چرخه های رانکین، پیل های سوختی، چرخه های رانکین آلی و سیستم های انرژی هیبریدی برای افزایش راندمان نیروگاه ها بهره برداری شد. یکی از راه های افزایش راندمان و صرفه جویی در مصرف انرزی استفاده از سیستم های تولید همزمان مثلCHP و CCHP میباشد، در پایان‌نامه حاضر به بررسی یک سیستم تولید همزمان برق، گرما و سرما بر اساس مفاهیم اگزرژی، اقتصادی و زیست محیطی پرداخته شده است. سیستم پیشنهادی، از یک سیکل اتو به منظور تولید توان و همچنین تامین حرارت مورد نیاز برای راه‌اندازی سیکل تبرید جذبی تک اثره بهره می‌گیرد. نتایج حاصل شده از بررسی موردی سیستم پیشنهادی نشان می‌دهد که توان، بار حرارت و سرمایش تولید شده توسط سیستم به ترتیبMW 63/25، MW 49/14 و MW 41/15 و همچنین بازده انرژی و اگزرژی به ترتیب 49/89 درصد و 53/50 درصد می‌باشد. یک تحلیل هم به منظور محاسبه ارزش خالص فعلی (NPV) و همچنین دوره بازگشت سرمایه (PP) انجام شد که با احتساب $/kWh15/0=Celec و $/GJ24/15=CFuel و $/kWh17/0=Ccooling زمان بازگشت سرمایه 82/3 سال و درآمد کل سیستم در پایان عمر سیستم (دوره بیست ساله)، 71/12 میلیون دلار محاسبه شد. همچنین به منظور بررسی عمیق‌تر، با استفاده از نرم‌افزار EES، چند مورد مطالعه پارامتری بر روی سیستم پیشنهادی انجام شد تا تاثیر پارامترهای نسبت تراکم، دور موتور و اختلاف دمای سیال ورودی و خروجی به محفظه آبگرم کن بر روی متغیرهای اصلی سیستم مشخص شود.

در پژوهش حاضر به بررسی اثر همزمان میدان الکتریکی، میدان مغناطیسی و برهم‌کنش نانوذرات حامل دارو در یک رگ خونی پرداخته شده است. برای انجام این مطالعه، از یک رگ سه بعدی دارای دو شاخه مجزا استفاده گردیده است. دو آهنربای استوانه‌ای دائمی، یکی در نزدیکی رگ اصلی و دیگری در نزدیکی رگ فرعی استفاده شده‌اند. آهنربای اول برای هدایت نانوذرات به سمت مسیر دو شاخه‌ای و آهنربای دوم به منظور جذب نانوذرات در ناحیه مدنظر (ROI) که همان تومور است استفاده شده است. معادلات حاکم شامل معادله ناویر-استوکس، معادله میدان مغناطیسی و مسیر حرکت ذرات درون نرم‌افزار کامسول ورژن 6 حل شده‌اند. اثر پارامترهای مختلف شامل سرعت خون، قطر نانوذرات، شدت میدان مغناطیسی، نیوتنی و غیرنیوتنی در نظر گرفتن خون، نیروی برهم‌کنش، نیروی لورنتز و نیروی گرانش بر روی جذب نانوذرات در محل تومور بررسی گردیده‌اند. نتایج نشان دادند که با در نظر گرفتن خون بعنوان سیال نیوتنی، پروفیل سرعت تخت‌تر می‌گردد و سرعت بیشینه کاهش خواهد یافت. مشاهده گردید که با افزایش قطر نانوذرات، درصد بیشتری از نانوذرات در محل تومور جذب می‌شوند، در حالی که افزایش سرعت خون سبب افزایش نیروی درگ و در نتیجه کاهش جذب آنها در محل تومور می‌شود. از طرف دیگر، مشخص شد که در نظر گرفتن نیروهای لورنتز و گرانش اثر ناچیزی بر روی درصد جذب نانوذرات در محل تومور دارند. برای حالت نیوتنی (حالت مبنا) در میدان مغناطیسی 5/1 تسلا حدود 36% نانوذرات در محل تومور جذب شده‌اند در حالی که برای حالت غیرنیوتنی تحت میدان مشابه، حدود 29% جذب شده‌اند که نشان از کاهش حدود 20% درصدی می‌دهد. نهایتاً، در ارتباط با نیروی برهم‌کنش مشاهده شد که در نظر گرفتن آنها سبب کاهش در درصد نانوذرات حامل دارو در محل تومور می‌شود. برای مثال، در بیشترین حالت، برای قطرنانوذرات nm400، سرعت خون mm/s 50 و میدان مغناطیسی 5/1 تسلا، درصد جذب نانوذرات حامل دارو با در نظر گرفتن نیروی برهم‌کنش بین ذرات حدود 13% کاهش می‌یابد. البته شایان ذکر است که در نظر گرفتن نیروی برهم‌کنش سبب افزایش تا حدود 3 برابری زمان حل شد که بسیار قابل ملاحظه است.

در این پروژه، به شبیهسازی عددی میکرولولههای گرمایی به عنوان عنصر اصلی درکلکتورهای خورشیدی صفحهتخت پرداخته می شود. اثر پارامترهای نرخ جریان آب خنک کننده، دمای آب خنککننده و شیب کلکتور روی عملکرد حرارتی کلکتور خورشیدی مورد بررسی قرار گرفته شده است. مدل سه بعدی سیستم با استفاده از نرمافزار (سالیدورک) طراحی شده و نتایج آن با نرمافزار (انسیس فلوئنت) ارزیابی شده است. از مدل حجم سیال (VOF) در فلوئنت برای شبیهسازی مورد استفاده قرار گرفته است. فرایندهای تبخیر، تراکم و تغییر فاز در یک میکرولوله گرمایی با اضافه کردن تابعی به کد فلوئنت اعمال گشته است. نتایج شبیهسازی با اندازهگیریهای تجربی در شرایط یکسان مقایسه شده و شبیهسازی در تحلیل فرایندهای انتقال حرارت و جرم در میکرولولههای گرمایی موفقیتآمیز بوده است. نتایج عددی نشان داد که میکرو لولههای گرمایی در کلکتورهای خورشیدی صفحهتخت قابلیت انتقال حرارت را با افزایش نرخ جریان آب خنککننده و دمای آب خنک کننده افزایش میدهند. هنگامی که نرخ جریان آب خنک کننده از 180 تا 360〖Lh〗^(-1) افزایش می یابد حداکثر کاهش مقاومت حرارتی کل تقریبا 10% است و همچنین، با افزایش دمای آب خنک کننده از 20 به ℃40، این مقاومت تا 38% کاهش پیدا میکند. زمانی که زاویه شیب بیشتر از °30 باشد، تغییرات در شیب تاثیر قابلتوجهی بر عملکرد انتقال حرارت میکرو لولههای گرمایی در کلکتور خورشیدی صفحهتخت نخواهد داشت.

میکروتوربین های بادی به تامین انرژی در مکان هایی که سایر منابع انرژی الکتریکی در دسترس نیستند، کمک می کند. به دلیل اندازه کوچک و ساختار ماژولار، یک میکرو توربین بادی میتواند در مکان های کوچک مانند بالکن آپارتمان، تراس ساختمان، پشت بام ساختمان و البته در خانه های کوچک مزرعه نصب گردد. بنابراین رشد و توسعه میکروتوربین های بادی کوچک مورد توجه قرار گرفته است. این پایان نامه به طراحی و ساخت یک میکروتوربین بادی خانگی پرداخته است. برای طراحی این میکروتوربین، ابتدا با استفاده از تئوری BEM طراحی اولیه پره ها انجام شد و سپس با استفاده از نرم افزار سالیدورک پره های مختلف مدل سازی گردید. براساس تئوری حاکم، ژنراتور مورد استفاده در میکروتوربین بادی نیز طراحی و مدل سازی شد. در قدم بعدی پره های مدل سازی شده و هابهای مورد نیاز برای نصب این پره ها با استفاده از پرینتر سه بعدی چاپ گردید. پره های مختلف روی هابهای ساخته شده مربوطه در دسته های 3 تایی و 5 تایی و از دو ایرفویل نوع اول و دوم نصب و پکیج شد و سپس ژنراتور در داخل پوسته ساخته شده نصب و دنباله هم به آنها اضافه گردید و در قدم نهایی بخش هاب و پره ها به بخش ژنراتور و پوسته و دنباله کوپل شد. پس از آن میکروتوربینهای بادی 3 پره و 5 پره نوع اول و دوم در مقابل سیستم تولید باد با سرعتهای مختلف قرار داده شد و آزمایشات لازم انجام گردید. در ادامه عملکرد میکروتوربین های با تعداد پره 3 و 5 و از دو نوع ایرفویل در سرعت بادهای مختلف با هم مقایسه شد و میکروتوربینی که دارای بهترین عملکرد بود مشخص گردید. نتایج نشان داد که میکروتوربین نوع اول دارای تعداد دور بیشتر و درنتیجه راندمان بهتری نسبت به میکروتوربین نوع دوم می باشد. همچنین زاویه حمله بهینه در توربین 3 پره نوع اول 60 درجه و نوع دوم 45 درجه می باشد. برای میکروتوربین 5 پره نیز زاویه حمله 70 الی 80 درجه می باشد که در این حالت نیز تعداد دور توربین 5 پره نوع اول چیزی بیشتر از دو برابر تعداد دور توربین 5 پره نوع دوم می باشد. از مقایسه بین تعداد پره ها نیز مشخص گردید در هر دو نوع، میکروتوربین 5 پره راندمان بیشتری نسبت به میکروتوربین 3 پره دارد.

در پژوهش حاضر، یک سیستم هیبریدی تولید برق بر مبنای ژنراتور ترموالکتریک و توربین بادی، طراحی شده است. مدلسازی سیستم طراحی شده با استفاده از کدنویسی و نیز نرم افزار Fluent انجام شده است. در طراحی این سیستم از کلکتور هوای خورشیدی و دودکش خورشیدی، به دو منظور استفاده شده است، یکی جهت کمک به افزایش سرعت باد از طریق خاصیت ترموسیفونی هوا و گرم شدن هوا به هنگام عبور از داخل کانال و مجاورت با صفحه جاذب کلکتور که بر اثر قرارگرفتن در معرض نور خورشید گرم شده است و کاربرد دیگر جهت بهره گیری از صفحه جاذب به عنوان منبع گرم ترموالکتریک؛ به این صورت که ترموالکتریک ها در زیر صفحه جاذب کلکتورخورشیدی نصب شده اند و این صفحه نقش منبع گرم ترموالکتریک ها را دارد، و همچنین هوای عبوری از کانال کلکتور به عنوان منبع سرد ترموالکتریک درنظر گرفته شده است. درمقابل خروجی دودکش خورشیدی یک توربین بادی با محور چرخش عمودی ساونیوس قرار گرفته است که می توانیم از افزایش سرعت ایجاد شده در هوای خروجی از دودکش خورشیدی به دلیل گرم شدن هوا و کاهش چگالی آن جهت کمک به چرخش پره ها بهره ببریم. جهت اطمینان از نتایج حاصل، عملکرد هرکدام از اجزای اصلی سیستم با نتایج سایر محققان مورد مقایسه و اعتبار سنجی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که برای یک حالت بهینه مشخص، هر ژنراتور ترموالکتریک و توربین بادی ساونیوس به ترتیب قادر به تولید 25 و 45/2 وات ساعت در روز می باشند. همچنین بازده کلکتور هوای خورشیدی، بازده ژنراتور ترموالکتریک و ضریب توان توربین بادی ساونیوس در یک ساعت خاص به ترتیب مقادیر 61، 17 و 56/19 درصد هستند. در این شرایط سرعت متوسط هوای خارج شده از دودکش خورشیدی به m/s 316/2 می رسد که به این ترتیب توان کل موجود در باد برابر است با 173/2 وات. با توجه به نتایج تحلیل اقتصادی، هزینه سرمایه گذاری اولیه و جریان نقدی سالانه به ترتیب برابر با 162230000 و 10096320 ریال و همچنین زمان بازگشت سرمایه 07/16 سال به دست آمده است. باتوجه به عدم استفاده از سوخت های فسیلی در سیستم، از تولید kg 436/1857 کربن دی اکسید در سال جلوگیری می شود.

دارورسانی هدفمند به معنی هدایت حامل دارو به محل تزریق مورد نظر با دقت بالا است. در این تحقیق حرکت نانوذرات مغناطیسی حامل نانو دارو در یک رگ خونی با خواص مختلف و تحت تاثیر میدان مغناطیسی یکنواخت بررسی شده است. برای حل معادلات و شرایط مرزی حاکم بر مسئله از روش های رانگ کوتا استفاده شده است. در این تحقیق تاثیر پارامترهایی همچون قطر نانوذرات، لزجت جریان خون، نیروی مغناطیسی، فاصله آهنربا از مرکز رگ بر روی درصد جذب و مکان جذب نانوذرات در محل تومور مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد افزایش قطر نانوذرات از 250 نانومتر به 550 نانومتر، باعث افزایش 39 درصدی جذب نانوذرات می شود و افزایش فاصله آهنربا از مرکز رگ از 5/2 سانتی متر به 5/4 سانتی متر، درصد جذب نانوذرات را 62 درصد کاهش می دهد. با توجه به پارامترهای جریان، افزایش 34 درصدی لزجت خون در بیماران دیابتی نوع دو 8 درصد کاهش جذب را به همراه دارد. لازم به ذکر است سایر پارامترهای سیال خون تاثیری بر روی درصد جذب نانوذرات ندارد.

امروزه با توجه به افزایش قیمت انرژی، منابع تجدید پذیر یا ایده های تولید انرژی پاک و کم کننده مصرف انرژی بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. در این پژوهش، به طراحی و ساخت کولر آبی بدون پمپ با استفاده از خاصیت مویینگی سفال سرامیکی پرداخته شده است. هدف اصلی این تحقیق حذف پمپ ، کاهش برق مصرفی، کاهش آب مصرفی و کاهش رطوبت در هوای خنک شده کولر آبی است. برای دستیابی به این هدف ایده های بسیاری آزمایش شد و نتایج دلخواه را در پی نداشت. درسیر تکاملی کامل شدن ایده ها متوجه سطوح سفالی شدیم که خاصیت سیری ناپذیری در جذب آب داشتند و با ایجاد تخلخل در این سطوح سفالی و گذر هوا از آن مشاهده کردیم پدیده سرمایش تبخیری بدون پمپ می تواند اتفاق بیفتد و دستگاه نهایتا بر اساس همین طرح ساخته شد. دستگاه ساخته شده در سه ساعت مختلف در طول روز مورد آزمایش قرار گرفت. در گرم ترین ساعت روز بیشترین میزان خنک کاری(8/10 درجه سانتی گراد) به ثبت رسید. کاهش چشمگیر مصرف آب در مقایسه با کولر آبی های معمولی مشاهده شد و در طول یک ساعت آزمایش کمتر از 0.5 لیتر آب مصرفی به ثبت رسید. دستگاه ساخته شده دمای خنک کاری خروجی تقریبا یکسان در هر ساعتی از روز و تحت هر دمای ورودی دارد. رطوبت یکنواخت ایجاد شده توسط سطوح سفالی عامل اصلی ایجاد چنین نتایجی است.

در این پژوهش، تجزیه و تحلیل انرژی، اگزرژی و اقتصادی سیستم PVT (فتوولتائیک-حرارتی) به عنوان بخشی از نمای ساختمان با بازده الکتریکی و حرارتی مناسب و بازگشت سرمایه گذاری در شرایط اقلیمی شهر سنندج برای یک ساختمان مسکونی به صورت نیمه تجربی بررسی می شود. سیستم خورشیدی مورد استفاده در این تحقیق متصل به شبکه است و آب به عنوان یک سیال خنک کننده استفاده می شود. سیستم فتوولتائیک-حرارتی مورد مطالعه به دو شکل، زاویه90 درجه و دیگری زاویه 42 درجه نسبت به سطح افق، در 4 روز از مرداد ماه (18-15) برای تولید 5 کیلووات ساعت برق در روز مورد بررسی قرار می-گیرد. در این تحقیق از حالت زاویه 42 درجه تنها برای مقایسه با حالت زاویه 90 درجه استفاده شده است. با توجه به نتایج به دست آمده در حالت عمودی، بیشینه بازده حرارتی، اگزرژی و الکتریکی به ترتیب %59، %7/15 و %5/13است. دمای آب خروجی سلول 3/65 درجه سانتی گراد، دمای آب خروجی مخزن 6/43 درجه سانتی گراد است. در این حالت، بازگشت سرمایه بعد از 35/8 سال اتفاق می افتد. در حالت زاویه 42 درجه، بیشینه بازده حرارتی، اگزرژی و الکتریکی به ترتیب %87، %3/16 و %6/13 است. دمای آب خروجی سلول 8/69 درجه سانتی گراد، دمای آب خروجی مخزن 3/44 درجه سانتی گراد است و دمای آب ورودی 20 درجه سانتی گراد است. در این مورد، بازگشت سرمایه بعد از 51/2 سال اتفاق می افتد. این نیروگاه در هر سال 11826000 تومان درآمد برای ساکنین ساختمان دارد.

در این تحقیق حرکت نانوذرات مغناطیسی در یک میکرورگ حاوی جریان خون با هندسه ی ساده (صاف)، با در نظر گرفتن گلبول های قرمز خون، مورد بررسی قرار گرفته است. رگ همچنین در معرض میدان مغناطیسی غیریکنواخت و ثابت (حاصل از یک آهنربای دائم)، قرار دارد تا نانوذرات به سمت محل هدف (تومور سرطانی) هدایت شوند. اهمیت تحقیق حاضر، در "درمان سرطان به صورت هدفمند" می باشد. چراکه در روش های رایج درمان سرطان، تاثیرات جانبی منفی وجود دارند. از اهداف تحقیق حاضر آن است که با در نظر گرفتن برهمکنش نانوذره-نانوذره و گلبول قرمز-نانوذره تحت اثر میدان مغناطیسی، تلاش شود تا گامی مهم به سوی در نظر گرفتن شرایط واقعی موجود در بدن برای عملی شدن دارورسانی هدفمند تحت تاثیر میدان مغناطیسی، برداشته شود. پارامترهایی که در این تحقیق جهت یافتن مناسب ترین درصد جذب نانوذره تغییر داده شده اند، این ها هستند: قطر نانوذرات در بازه ی ، فاصله ی قائم آهنربا تا محور رگ، نیروی برهمکنش ذرات و گلبول قرمز برهمدیگر؛ یعنی وجود و عدم وجود آن و همچنین نیوتنی و غیرنیوتنی بودن جریان خون. از نتایج به دست آمده می توان این طور استنباط کرد که با افزایش قطر نانوذرات مغناطیسی، نیروی مغناطیسی وارد بر آن ها افزایش یافته و ذرات با قطر بیشتر، زودتر جذب می شوند و مسیر کمتری را در رگ می پیمایند. همچنین احتساب نیروی برهمکنش نانوذرات و گلبول های قرمز، باعث کاهش در میزان جذب نانوذرات مغناطیسی می شود. به عنوان مثال در بین حالت های بررسی شده، در یک مورد، به طور متوسط، این نیرو توانست تا 20%، موجب کاهش در میزان جذب نانوذرات شود.

در مطالعه حاضر، انتقال حرارت جابجایی طبیعی دو بعدی نانوسیال در فضای متخلخل بین دو استوانه هم مرکز و خارج از مرکز در حالتهای ساکن و مدور تحت اثر میدان مغناطیسی مورد بررسی قرار گرفته است. دیوارههای داخلی محفظه گرم و دیوارههای خارجی سرد است و همچنین در سه حالت هم مرکز، خارج از مرکز به سمت پایین و خارج از مرکز به سمت بالا بررسی شده است بررسی شده است. خواص حرارتی فیزیکی نانوسیال ثابت در نظر گرفته شده و در محیط متخلخل از مدل برینکمن-فورچهایمر بهره برده شده و معادلات حاکم بر مسئله با اعمال شرایط مرزی، معادلات بیبعد شدهاند. اثر پارامترهایی نظیر کسر حجمی نانوذرات، زاویه جهت میدان مغناطیسی، عدد ریچاردسون، عدد هارتمن، ضریب تخلخل، عدد دارسی، نوع نانوذرات و اثر دوران دیوارهها بر روی خطوط جریان، خطوط همدما و عدد نوسلت متوسط مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان میدهند که با افزایش عدد ریچاردسون، افزایش کسر حجمی نانوذرات، عدد دارسی، ضریب تخلخل و همچنین با افزایش خارج از مرکزیت به سمت پایین، عدد ناسلت متوسط افزایش یافته ولی با افزایش خارج از مرکزیت به سمت بالا و با افزایش عدد هارتمن عدد ناسلت متوسط کاهش مییابد. و همچنین با بررسی دوران دیوارهها میتوان یک دید کلی برای افزایش انتقال حرارت در محفظههایی با توزیع دمای یکنواخت در معرض میدان مغناطیسی را فراهم آورد.

در این تحقیق به بررسی طرح های قابل اجرا برای ارتقاء ساختار مجتمع پتروشیمی کردستان با استفاده از بخارآب فشار بالا، فشار متوسط و فشار پایین موجود در سیستم برای تولید توان و سرمایش به صورت همزمان پرداخته شده است. از بخارآب فشار بالا و فشار متوسط برای راهاندازی توربینهای بخار جهت تولید توان استفاده شده است. از بخارآب فشار پائین خروجی توربین و بازیافت شده ی واحدهای مختلف مجتمع، برای چیلرهای جذبی و خنک کردن آب موجود در فرآیند تولید محصول مجتمع به منظور کاهش ظرفیت برج های خنک کن تر موجود در سیستم، استفاده شده است. بر این اساس و به منظور افزایش راندمان و بهینه سازی مصرف انرژی مجتمع پتروشیمی کردستان، 3 طرح پیشنهاد شده است. در طرح اول از بخارآب فشار پائین بازیافت شده برای ورودی چیلرهای جذبی و تولید سرمایش به منظور افزایش 7% محصول تولیدی مجتمع (تجهیزات موجود در مجتمع پتروشیمی کردستان توان افزایش 7% تولید محصول را دارد) استفاده شده است. در طرح دوم تولید همزمان سرما و توان (CCP ) مد نظر بوده که علاوه بر تامین بار سرمایی جهت افزایش محصول تولیدی (طرح اول)، با استفاده از بخارآب فشار بالای بویلرها و بخارآب فشار متوسط بازیافت شده در توربین بخار، برق نیز تولید شده است. حداکثر توان تولیدی در این حالت حدود 16 مگاوات محاسبه شده است که ظرفیت قابل ملاحظه ای برای مجتمع به شمار میآید. در طرح سوم نیز، هدف تولید همزمان سرما و توان با اولویت تامین حداکثر بار سرمایی بود. در این طرح تولید توان حدود 10 مگاوات و کمتر از طرح دوم بوده در صورتیکه بار سرمایشی قابل تامین، حدود 7 برابر طرح دوم محاسبه شده است که میتوان از این بار سرمایشی علاوه بر تولید سرما جهت افزایش محصول تولیدی، برای کاهش ظرفیت سرمایشی برجهای خنک کن که مصرف آب زیادی نیز دارند، استفاده کرد و چیلرهای جذبی با مصرف آب پائین را جایگزین نمود. با توجه به نتایج به دستآمده، مقایسه ی طرح ها و شرایط موجود در مجتمع پتروشیمی کردستان، بهترین طرح پیشنهادی طرح شماره 2 میباشد.

در سالهای اخیر یکی از روشهای امیدوار کننده برای درمان سرطان و تعدادی از بیماریهای دیگر دارو رسانی مغناطیسی بوده است. در این روش یکی ازاهداف مهم پیدا کردن بهترین حالت برای جذب بیشترین تعداد ذرات در محلهای مختلف در حالتها و شرایط مختلف است. در این مطالعه اثر قطر نانوذرات، عدد رینولدز جریان خون، نیوتنی و غیر نیوتنی بودن جریان، قدرت میدان مغناطیسی، محل قرار گرفتن منبع میدان مغناطیسی، نوع منبع میدان مغناطیسی، میزان گرفتگی، نوع گرفتگی )متقارن و غیرمتقارن( و طول گرفتگی بر میزان جذب نانوذرات در پایین دست محل گرفتگی بررسی شده است. منبع میدان مغناطیسی سیم حامل جریان می باشد. با افزایش قطر نانوذرات و قدرت میدان مغناطیسی میزان جذب نانوذرات افزایش می یابد و با افزایش عدد رینولدز این مقدار کاهش می یابد. وجود گرفتگی تاثیر قابل توجهی بر میزان جذب نانوذرات دارد به صورتی که با افزایش درصد گرفتگی و طول گرفتگی این مقدار کاهش پیدا می کند و با افزایش فاصله طولی محل قرار گیری سیم حامل جریان از گرفتگی این مقدار افزایش پیدا میکند. با توجه به پارامترهای جریان، غیر نیوتنی در نظر گرفتن خون تاثیر چشمگیری در نتایج ندارد. با تغییر محل منبع میدان مغناطیسی و طول گرفتگی تغییرات قابل ملاحظه ای در نتایج مشاهده شده است، هرچه منبع میدان از محل گرفتگی فاصله بیشتری داشته باشد میزان جذب نانوذرات بیشتر می شود همچنین طول گرفتگی با میزان جذب نانوذرات نسبت عکس دارد.

در پایان نامه حاضر، یک سیستم آب شیرین کن حرارتی چندمرحله ای بر پایه فلاشینگ (MSF) در نظر گرفته شده که در کنار آن از یک میکروتوربین 30 کیلوواتی به منظور تولید الکتریسیته و تامین گرمای لازم برای فرآیند نمک زدایی استفاده می شود. هدف از طراحی این سیستم تامین نیاز آبی و بخشی از نیاز الکتریکی یک ساختمان مسکونی 8 واحده با جمعیت 32 نفر می باشد. پس از طراحی سیستم پیشنهادی و مدل سازی اجزاء مختلف آن، سیستم از سه دیدگاه انرژی، اکسرژی و اقتصادی مورد تحلیل قرار گرفته است. در بخش انرژی مهم ترین هدف محاسبه دما، دبی و غلظت جزء نمک مربوط به نقاط مختلف سیستم و هدف از تحلیل اکسرژی محاسبه جریان اکسرژی در نقاط مختلف و در نهایت بازده اکسرژی سیستم آب شیرین کن می باشد. در بخش اقتصادی هم هدف از انجام تحلیل محاسبه دو پارامتر نرخ بازگشت داخلی و دوره بازگشت سرمایه می باشد. همچنین ابعاد ظاهری محفظه در هر مرحله، سطح حرارتی کندانسور و طول کل لوله های مورد نیاز سیستم هم تعیین گردیده است. از جمله مهم ترین نتایج به دست آمده می توان به ضریب عملکرد و بازده اکسرژی سیستم اشاره کرد که به ترتیب 8/5 و 4/2 به دست آمده اند. از طرفی بر اساس نتایج حاصل از تحلیل اقتصادی، درآمد سالانه این پروژه بالغ بر 50 هزار دلار برآورد شده است که با در نظر گرفتن هزینه های تعمیر و نگهداری 37 هزار دلاری و هزینه اولیه 400 هزار دلاری، دوره بازگشت سرمایه در حدود 3/0 سال و نرخ بازگشت داخلی پروژه پس از گذشت 15 سال 30 هزار دلار می باشد. پس از به دست آمدن نتایج، دو پارامتر دمای بیشینه و دبی آب تولیدی به عنوان پارامتر طراحی در بخش تحلیل حساسیت در نظر گرفته شدند و تاثیر آن ها بر سایر پارامترهای اصلی سیستم مورد ارزیابی قرار گرفت. به علاوه در بخش تحلیل حساسیت، تاثیر تغییر ارزش پول بر پارامترهای اقتصادی سیستم نیز محاسبه شد. در نهایت، با توجه به نتایج به دست آمده نتیجه گرفته شد که سیستم پیشنهادی قابل اجرا و توجیه پذیر است.

در این پایان نامه یک مطالعه ی عددی بر روی انتقال جریان، حرارت و رطوبت به صورت گذرا در یک سیلوی استوانه ای ذخیره سازی غلات بخصوص گندم در حالت دو بعدی مورد بررسی قرار گرفته است. یک سیلوی گندم به عنوان محیط متخلخل در قالب یک مدل ریاضی مورد مطالعه قرار گرفته است. با اعمال شرایط واقعی در داخل سیلو و نوسانات جوی در بیرون آن میزان تبادل حرارت و رطوبت با محیط برای یک سیلوی بسته ی متخلخل محاسبه گردیده است. در این مطالعه شرایط محیطی همچون تغییرات گذرای دمای محیط و سرعت باد محلی برای شهر سنندج در زمان ذخیره سازی از طریق نرم افزار کامسول انتخاب شده و اثر مقدار چشمه ی حرارتی و رطوبتی که بر اثر تنفس دانه ی گندم داخل سیلو به‎وجود می آیند، بر روی خطوط جریان، توزیع سرعت، خطوط همدما و هم رطوبت برای یک سیلوی استوانه ای بسته بدون هوادهی در 6 حالت با مقادیر چشمه ی حرارتی و رطوبتی متفاوت بررسی شده است. نتایج حاصل در این مدل ریاضی که با روش های عددی و به کمک کامپیوتر حل شد، نشان دادکه مناطق تجمع دانه ها با درجه حرارت و رطوبت بالا بسته به مقدار چشمه‎ی حرارتی و رطوبتی به دلیل تنفس دانه و تبخیر آب تولید شده در سطح دانه، در نهایت در قسمت مرکزی و نزدیک به کف سیلو قرار می گیرد. برای مقدار چشمه‎ی حرارتی 1 وات بر متر مکعب هوای مرطوب تر کمتر از گذشت 4 ساعت از ذخیره سازی در مرکز سیلو قرار خواهد گرفت، درحالی که برای مقدار چشمه‎ی حرارتی 01/0 وات بر متر مکعب پس از گذشت حدود 76 ساعت از ذخیره سازی هوای مرطوب تر در قسمت مرکزی سیلو قرار خواهد گرفت. همچنین دمای داخل سیلو با گذر زمان با تغییرات دمای هوای محیط به یک تعادل نسبی خواهد رسید که این تعادل با افزایش تولید مقدار حرارت داخلی دارای اختلاف قابل توجهی می باشد. رطوبت داخل سیلو هم تابع دمای محیط و در نتیجه دمای داخل سیلو خواهد بود اما نمی توان تعادل آن را برای مقادیر بالای چشمه رطوبتی همانند تعادل موجود برای دمای داخل سیلو با شرایط محیط تضمین کرد.

در این مطالعه انتقال حرارت دائم جابجایی آزاد در یک محفظه متخلخل مستطیلی شکل با دیوارههای فعال، اشباع شده با نانوسیال در حضور میدان مغناطیسی مورد بررسی قرار گرفته است. دیوارههای فعال عمودی سمت چپ گرم و سمت راست سرد است، و بقیه دیوارهها عایق هستند. ابتدا با یافتن معادلات حاکم بر مسئله به کمک منابع و مقالات مرتبط، بیان شرایط مرزی و اعمال فرضیات، معادلات بی بعد شده است، )معادلات بی بعد حاکم بر اساس مدل برینکمن- فورچهایمر بدست آمدند.( سپس این معادلات بی بعد شده با استفاده از روش عددی اجزا محدود حل شدند. در این مطالعه اثر پارامترهای ضریب تخلخل، عدد دارسی، کسر حجمی نانوذرات، نوع نانوذارت، عدد هارتمن، جهت میدان مغناطیسی و عدد ریلی روی خطوط جریان، خطوط همدما، عدد ناسلت متوسط و ماکزیمم سرعت برای نه پیکربندی دیواره فعال بررسی شده است. نتایج نشان دهنده تاثیرگذاری پارامترهای اشاره شده برکاهش یا افزایش انتقال حرارت، ماکزیمم سرعت و تغییر مکانیزم غالب انتقال حرارت در مسئله می باشد. انتقال حرارت با افزایش پارامترهای ضریب تخلخل، عدد دارسی، عدد ریلی و کسر حجمی نانوذرات افزایش مییابد و با افزایش عدد هارتمن به شدت کاهش مییابد. در خصوص جهت میدان مغناطیسی، در حالتی که جهت رو به بالا یا پایین باشد، بهترین حالت ممکن برای کم کردن تاثیر میدان مغناطیسی میباشد. پیکربندی دیواره فعال نقش عمدهای در انتقال حرارت دارد، بهترین پیکربندی برای تبادل حرارتی بهتر حالتهای وسط- پایین، بالا-وسط، بالا-پایین، وسط-وسط، میباشد.

امروزه با توجه به موضوع بحران انرژی و محدودیت سوخت های فسیلی به عنوان منابع تجدید ناپذیر انرژی، بهینه سازی انرژی مصرفی این نوع منابع مانند گاز طبیعی، بیشتر موردتوجه قرارگرفته است. دراین بین نیز از سال های گذشته تاکنون تحلیل و بهینه سازی نیروگاه های حرارتی به عنوان مراکز اصلی تولید انرژی الکتریکی که مصرف سوخت بسیار بالایی دارند موردتوجه بوده است. روش های مختلفی در این زمینه ارائه شده که در تحلیل و طراحی بهینه ی نیروگاه های حرارتی مورداستفاده قرارگرفته اند؛ تحلیل های پینچ، اگزرژی و مرکب پینچ-اگزرژی نیز از آن ها می باشند. در این پژوهش پس از معرفی و چگونگی عملکرد تحلیل های اگزرژی، پینچ، پینچ-اگزرژی و مفاهیم مربوط به آن ها، نیروگاه سیکل ترکیبی قلیان سنندج که از گاز طبیعی به عنوان سوخت اولیه خود بهره می برد؛ با استفاده از این مفاهیم تحلیل و بهینه سازی خواهد شد. ابتدا با استفاده از تحلیل های ذکرشده میزان تلفات کلی، کارایی اجزای سیستم و کارایی کل نیروگاه سیکل ترکیبی قلیان سنندج به صورت کامل شناسایی و تعیین می شود. در مرحله بعدی به بهینه سازی نتایج تحلیل های صورت گرفته بر روی نیروگاه سیکل ترکیبی قلیان سنندج، با استفاده از الگوریتم ژنتیک خواهیم پرداخت که نتیجه ی آن کاهش تلفات و افزایش کارایی کلی نیروگاه خواهد بود.

در این پژوهش به بررسی و آنالیز سیستم تولید چندگانه خورشیدی (Solar- CCHP)با هدف تامین بار برودتی، حرارتی و توان مورد نیاز یک ساختمان مسکونی پرداخته شده است. برای تامین بار برودتی از سیکل چیلر جذبی و برای تامین توان ساختمان از موتور استرلینگ استفاده شده است. با توجه به اینکه کشور ما در موقعیت جغرافیایی قرار گرفته که انواع اقلیم‎های مختلف را از لحاظ آب و هوا دارد و همچنین آب و هوا تاثیر به سزایی در میزان تابش خورشید و بازده یک سیستم خورشیدی دارد اقلیم‎های مختلف در شهر های مختلف کشور مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور پنج شهر مختلف تهران، سنندج، بندرعباس، رشت و یزد انتخاب گردیده است. برای تامین توان، حرارت و برودت یک ساختمان 9 طبقه با 14 واحد مسکونی، سیستم خورشیدی طراحی شده است. پس از طراحی اولیه و تعیین میزان انرژی مصرفی و مورد نیاز در هر اقلیم اجزای سیستم طراحی شده اند. با تعیین میزان بار برودتی، حرارتی و توان مورد نیاز میزان ظرفیت چیلر جذبی و همچنین قطر دیش استرلینگ تعیین شده است. با توجه به محدودیت مکانی برای کلکتور خورشیدی مقدار بار حرارتی که توسط کلکتور قابل تامین شدن بود محاسبه شده است. موتور استرلینگ در کنار تولید توان، حرارت نیز تولید می نماید. میزان حرارت تولیدی توسط موتور استرلینگ محاسبه شده و با میزان حرارت تولیدی توسط کلکتور جمع گردیده است. . مشخص شد که سیستم خورشیدی در شهر تهران فقط 25.68 درصد و در شهر سنندج 22.85 درصد و در شهر بندر عباس 28.84 درصد و در شهر رشت 24.1 درصد و در شهر یزد 19.64 درصد انرژی ساختمان را تامین می کند. لذا یک سیسنم کمکی با ظرفیت بالا در طراحی سیستم گنجانده شده است. پس از طراحی سیستم با استفاده از نرم افزار Matlab کدهای محاسباتی تهیه و از نتایج آن‎ها اجزای مختلف سیکل مورد تجزیه و تحلیل قرارگرفته است. سپس به بررسی و آنالیز اگزرژی سیستم پرداخته شده است. میزان اگزرژی جریان های مختلف به همراه میزان تخریب اگزرژی مولفه ها به دست آمده برای چهار موقعیت جغرافیایی رشت، یزد، سنندج و تهران بیش‎ترین میزان اگزرژی مربوط به کندانسور و برای شهر بندر عباس بیش‎ترین میزان اگزرژی مربوط به مبدل بازیاب است. این در حالی است که برای سه موقعیت جغرافیایی سنندج و بندر عباس و رشت بیش‎ترین میزان تخریب اگزرژی مربوط به مبدل بازیاب و برای تهران و یزد مربوط به

در این پژوهش، به تحلیل ترمودینامیکی، زیست محیطی و اقتصادی یک سیستم خورشیدی تولید همزمان سرما، گرما و توان در یک ساختمان مسکونی پرداخته شده است. در این سیستم محرک اصلی موتور احتراق داخلی، سیستم گرمایش خورشیدی، ژنراتور الکتریکی، سیستم بازیاب حرارتی، تجهیزات فعال شده به وسیله ی حرارت و یک بویلرکمکی به کار برده شده است. گرمای بازیافت شده از سیال خنک کننده ی بدنه موتور، گازهای خروجی از اگزوز و روغن موتور به منظور تامین نیاز گرمایی و سرمایی ساختمان استفاده شده است. همچنین سیستم گرمایش خورشیدی در کنار حرارت بازیاب شده از موتور احتراق داخلی با سیستم کوپل شده و بخشی از بار گرمایشی و سرمایشی واحد را تامین کرده است. پارامترهای ترمودینامیکی(میزان مصرف سوخت و بازده اگزرژی)، پارامترهای زیست محیطی (کاهش آلاینده-های CO2، CO و NOx) و پارامترهای اقتصادی(ارزش خالص فعلی، نرخ بازده داخلی و مدت زمان برگشت سرمایه) در اندازه های مختلف موتور مورد بررسی قرار گرفته است. بیشترین کاهش مصرف سوخت % 48/33 بیشترین افزایش بازده اگزرژی % 65/98، بیشترین کاهش CO2% 34/57، بیشترین کاهش CO% 9/80 و بیشترین کاهش NOx %77/99 بدست آمده است. همچنین کمترین مدت زمان برگشت سرمایه حدود 11 سال بدست آمده است. با توجه به نتایج بدست آمده، استفاده از سیستم خورشیدی تولید همزمان نه تنها موجب کاهش مصرف سوخت و افزایش بازده اگزرژی شده، بلکه موجب کاهش انتشار آلاینده های زیست-محیطی نیز می گردد. اما با بررسی پارامترهای اقتصادی به علت هزینه سرمایه گذاری بسیار زیاد، استفاده از سیستم خورشیدی تولید همزمان توجیه اقتصادی ندارد.

در سالهای اخیر آگاهی در مورد همرفت طبیعی به طور قابل ملاحظه ای در جهت تولید آنتروپی و افزایش انتقال حرارت، در زمینه توسعه سریع تجهیزات با کارایی بالا مانند دستگاه های الکترونیکی و یا سیستم های گرمایش خورشیدی افزایش یافته است. در مطالعه حاضر به بررسی عددی انتقال حرارت جابجایی آزاد در یک حفره ی دو بعدی پرداخته شده است. قسمتی از آن محیط متخلخل و دیگری به صورت حجم آزاد و هر دو در سیال غوطه ور هستند. در این تحقیق یک محفظه بسته مستطیل شکل دو بعدی که دیوارهای عمودی آن به صورت جزئی فعال (گرمکن و سرد کن) بوده، در شش حالت مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا محفظه مستطیلی بدون حضور ماده متخلخل بررسی و برای اعتبار سنجی نتایج بدست آمده، با مقاله منبع مقایسه شده است. سپس با اعمال محیط متخلخل، تاثیر پارامترهای مختلف از قبیل عرض محیط متخلخل، عدد رایلی، عدد دارسی و ضریب تخلخل بر روی انتقال حرارت، در این محفظه دو بعدی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده از شبیه سازی انجام گرفته، زمانی که ضخامت محیط متخلخل تغییر داده شد، نشان دهنده این بود که با اضافه کردن محیط متخلخل در هر ضخامتی، عدد ناسلت کاهش یافت. در کل می توان دریافت در تمامی ارتفاع های محیط متخلخل حالت های 1، 2، 3 و 5 بهترین ترکیب بندی قسمتهای فعال و حالتهای 4 و 6 بدترین ترکیب را دارا می باشند. همچنین می توان از عدد ناسلت های بدست آمده دریافت که بهترین ضخامت محیط متخلخل زمانی است که ضخامت محیط متخلخل نصف ارتفاع محفظه می باشد(B=0.5). با تغییر عدد دارسی و از نتایج بدست آمده مشاهده شد که با کاهش عدد دارسی ضریب نفوذ پذیری سیال داخل محیط متخلخل کاهش یافت که این دلیل، باعث کاهش عدد ناسلت شد. از نتایج بدست آمده دیده شد که بهترین ترکیب بندی، حالتهای 2، 3 و 5 و بدترین ترکیب بندی، حالت 4 بود. در نهایت اثرات تغییر ضریب تخلخل بررسی گردید که از داده های بدست آمده دیده شد که در تمامی حالتها به غیر از حالت 3 کاهش عدد ناسلت، اتفاق می افتد. کمترین میزان کاهش انتقال حرارت در حالتهای1 و 5 و بیشترین کاهش عدد ناسلت در حالتهای 4 و 6 می باشد. دلایل کاهش کمتر عدد ناسلت در حالت 1 این بود که چون قسمتهای گرمکن و سردکن روبروی همدیگر و کاملاً در داخل محیط متخلخل قرار داده شده بودند، باعث شده که جریان سیال در داخل محیط متخلخل قطع نشود، این شرایط در