به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

صمد جعفرمدار

  • حسین اسلامی، صمد جعفرمدار*، نادر پورمحمود حصار

    منیفلد ورودی بخشی از سامانه ورودی هوا به موتور است که نقش مهمی در بهبود عملکرد از قبیل گشتاور بالا و مصرف سوخت کم و همچنین پایین نگه داشتن انتشار آلاینده ها دارد. در این تحقیق با تغییر الگوی مسیر هوا به بررسی عددی نقش آن در تنفس موتور پرداخته شده است. به همین منظور ابتدا طرح منیفلدها بصورت سه بعدی در نرم افزار SolidWorks مدل سازی شدند. همچنین دو منیفلد با هندسه های مختلف به صورت کوپل یک بعدی- سه بعدی در نرم افزارهای GT-SUITE و Ansys Fluent شبیه سازی شد. از سیال پایه هوا در این آنالیز استفاده گردید. با استفاده از روش پرینتر سه بعدی، منیفلد طراحی شده، تولید و سپس بصورت عملی آزمایش گردید. نتایج بدست آمده نشان دادند که میانگین سرعت در منیفلد بهینه شده بیشتر از منیفلد طرح موجود می باشد که این امر باعث افزایش دبی جرمی و دبی حجمی جریان خروجی می شود. همچنین، مقدار هوای مکشی برای پورت های چهارگانه در منیفلد طراحی شده توزیع یکنواخت تری پیدا کرده است. تست های عملکردی بر روی موتور، بهبود عملکردی از لحاظ افزایش توان با سوخت یکسان و کاهش آلاینده ها را با منیفلد جدید تایید می کند.

    کلید واژگان: منیفلد, موتورهای دیزلی, سوخت, مکش هوا, GT-SUITE, ANSYS Fluent
    H. Eslami, S. Jafarmdar*, N. Pourmahmoud

    The intake manifold is a part of the air intake system to the engine, which plays an important role in improving performance such as high torque and low fuel consumption, as well as keeping emissions low. In this paper, by changing the pattern of the air path, its role in engine breathing has been investigated numerically. For this purpose, first, the design of the manifolds was modeled in 3D in SolidWorks software. Also, two manifolds with different geometries were simulated as a 1D-3D couple in GT-SUITE and Ansys Fluent software. Air base fluid was used in this analysis. Using the 3D printer method, the designed manifold was produced, and then practically tested. The obtained results showed that the average speed in the optimized manifold is higher than the existing manifold, which increases the mass flow rate and volume flow rate of the output flow. Also, the amount of intake air for the four ports in the designed manifold has found a more uniform distribution. Performance tests on the engine confirm the performance improvement in terms of increased power with the same fuel and reduced emissions with the new manifold.

    Keywords: Manifold, Diesel Engines, Fuel, Air Intake, GT-SUITE, Ansys Fluent
  • زاهد شبابی، ایرج میرزایی، مرتضی خلیلیان*، صمد جعفرمدار

    با توجه به اهمیت و ضرورت بالای جایگزینی سوخت‏های فسیلی با منابع سوختی تجدیدپذیر و سازگار با محیط زیست، سالیان متمادی است که محققین بر روی روش‏های تولید هیدروژن به عنوان یکی از پاک ترین و در دسترس ترین سوخت‏های جایگزین، کارهای تحقیقاتی خود را متمرکز نموده اند. یکی از این روش‏های مورد مطالعه تولید هیدروژن با بهره گیری از آب و آلومینیوم می‏باشد. در پژوهش حاضر، تحلیل عددی بر روی این روش صورت می‏پذیرد و چگالنده لیبیگ فرآیند تولید بررسی می‏گردد. راندمان چگالنده و کل سیستم محاسبه می‏گردد. در گام بعدی، فاکتورهای شکست سیستم بر اساس ادبیات فن و نظرات خبرگان شناسایی شده و با بهره گیری از یکی از روش‏های تصمیم گیری چند معیاره به نام روش بهترین - بدترین، فاکتورهای شناسایی شده وزن دهی و رتبه بندی می‏گردد و تاثیر مهمترین شاخص بر عملکرد سیستم مطالعه می‏شود و راهکارهای افزایش راندمان سیستم ارائه می‏شود. نتایج نشان می دهد که نتایج عددی به دست آمده در قیاس با کار ژوکائوسکاس به طور متوسط 2/4 درصد خطا دارد که مقدار مطلوبی است. همچنین کسر حجمی بخار در 7 ثانیه اول نشان می‏دهد که سیال خنک کن ابتدا به محض ورود به مبادله کن تغییر فاز می‏دهد. با پیشروی زمان و افزایش حجم آب این تغییر فاز کاهش می‏یابد ولی در مدت زمان 7 ثانیه بخار داخلی تغییر فاز نمی‏دهد. برای رسیدن به تغییر فاز بخار لوله داخلی زمان بیشتری لازم است. نمودارها این زمان را بعد از 50 ثانیه نشان می‏دهند. علاوه بر این، راندمان چگالش، بر اساس نمودار به دست آمده بعد از 50 ثانیه افزایش می‏یابد و در 150 ثانیه به 89 درصد می‏رسد.

    کلید واژگان: تولید هیدروژن, واکنش آلومینیوم آب, روش بهترین - بدترین, دینامیک سیالات محاسباتی, فرایند تولید, راندمان چگالنده
    Z. Shababi, I. Mirzaee, M. Khalilian*, S. Jafar Madar

    Considering the high importance and necessity of replacing fossil fuels with renewable and environmentally friendly fuel sources, for many years researchers have been working on hydrogen production methods as one of the cleanest and most available alternative fuels. have focused their research. One of these studied methods is hydrogen production using water and aluminum. In the current research, thermodynamic analysis is done on this method and the Liebig condenser is the production process of thermodynamic analysis. The efficiency of the condenser and the whole system is calculated. In the next step, system failure factors are identified based on technical literature and experts' opinions, and using one of the multi-criteria decision making methods called the best-worst method, the identified factors are weighted and ranked, and the impact The most important index on system performance is studied and solutions to increase system efficiency are provided.

    Keywords: Hydrogen Production, Aluminum-Water Reaction, Best-Worst Method, Computational Fluid Dynamics, Productionprocess Condenser Efficiency
  • سینا اشجاری اقدم، صمد جعفرمدار*، شهرام خلیل آریا، عطا چیت ساز خویی

    در بررسی پیش رو یک سیستم نوین تولید سه گانه گرمایش، توان الکتریکی و سرمایش بر پایه تابش خورشیدی و با استفاده از سلول های خورشیدی متمرکز و خنک کننده های ترموالکتریک پیشنهاد شده است. شبیه سازی سیستم به صورت تحلیلی انجام گرفته و مدل صفر بعدی برای خنک کننده ترموالکتریک و همچنین مدل شبکه مقاومت گرمایی برای شبیه سازی دقیق تر بخش خنک کاری سلول خورشیدی متمرکز استفاده شده است. نتایج بررسی نشان دهنده آن است که سیستم پیشنهادی توانایی تولید توانی در حدود 270 کیلووات و آب گرم و سرد مصرفی با دماهای 50 و 10 درجه سلسیوس را در دبی های 10 و 2 کیلوگرم بر ثانیه با استفاده از 2 مترمربع سلول خورشیدی متمرکز با ضریب تمرکز 1000 که به صورت اجزای 1×1 سانتی متری مورد استفاده قرار می گیرند، دارا می باشد. بررسی پارامتری صورت گرفته بر روی سیستم برای ساعات مختلف روز نشان دهنده آن است که تابش خورشیدی اثری حداقلی بر روی دمای آب سرد خروجی داشته ولی توان تولیدی را به شدت متاثر می کند.

    کلید واژگان: انرژی خورشیدی, انرژی تجدید پذیر, تولید همزمان سه گانه, خنک کننده ترموالکتریک, سلول خورشیدی متمرکز, نیاز انرژی
    S. Ashjari-Aqdam, S. Jafarmadar *, Sh. Khalil-Aria, A. Chitsaz-Khoi

    In the present study, a novel tri-generation system is proposed. The system produces heat, electric power, and cooling water using concentrated solar cells alongside thermoelectric coolers. The simulation of the system is performed analytically. A zerodimensional model for thermoelectric cooler is applied and the thermal resistance network model is used for a more accurate simulation of the cooling system of the concentrated solar cells. The results indicate that the system can deliver 270 kW electrical power and 2 kg/s of cold water flow in 10℃ and 10 kg/s of hot water flow in 50℃ using 1000× CPV panels with an overall surface area of about 2 m2 which are divided into 1×1 cm pieces. The parametric study conducted on the system for different hours of the day shows that solar radiation has a minimal effect on the output cold water temperature, but it strongly affects the generated power.

    Keywords: Solar energy, Renewable energy, Tri-generation, CPV, TEC, Energy demand
  • ژیاوه قریشی، شهرام خلیل آریا*، صمد جعفرمدار

    استفاده از دستگاه های مولد ترموالکتریک جهت بازیافت گرمای هدر رفته گازهای احتراقی از جایگاه ویژه ای برخوردار است. در مدل پیشنهادی حاضر، آنالیز ترمودینامیکی همراه با اثر سطح مدول مولد ترموالکتریک روی مشخصات عملکردی دستگاه مطالعه شده است. جهت توسعه مدل، خواص ماده مولد ترموالکتریک وابسته به دما فرض شده است. همچنین ضریب انتقال گرمای جابجایی آب در طول کانال سرد متغییر در نظر گرفته شده است. آثار رژیم جریان آب و سطح مدول هم در جهت طولی و هم به ازای پنج مقدار مختلف از سطرهای مدول روی مشخصات عملکردی دستگاه مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاکی از آن بود که افزایش تعداد سطرهای مدول و سطح مدول باعث کاهش توان و راندمان های انرژی و اگزرژی و افزایش نرخ انهدام اگزرژی شد. همچنین سطح مدول در دو حالت مختلف بهینه سازی شده است. یکی برای دست یابی به حداکثر توان خالص و دومی برای رسیدن به  حداکثر نسبت توان خالص بیشینه به سطح انجام شد. سطح بهینه در حالت اول و دوم به ترتیب برابر با m24641/0 و m22207/0 بدست آمدند.

    کلید واژگان: مدول مولد ترموالکتریک, توان خالص بیشینه, سطح بهینه مدول, خواص وابسته به دما, انهدام اگزرژی
    Zh. Ghoreishi, Sh. Kalilarya*, S. Jafarmadar

    The use of thermoelectric generators has a special place in recovering the waste heat of combustion gases. In the proposed model, a thermodynamic analysis with the effect of the thermoelectric generator module area on the performance characteristics of the device was studied. To develop the model, the properties of the thermoelectric generator were assumed to be temperature dependent. The convective heat transfer of water in the cold channel was also considered as variable. The effects of water flow regime and the module area were investigated both in the longitudinal direction and for five different values of the module rows on the functional characteristics of the device. The results showed that increasing the number of module rows and module area decreased the power and efficiency of energy and exergy and increased the rate of exergy destruction. The module area is also optimized in two different cases. One was done to achieve the maximum net power and the second to achieve the maximum ratio of maximum net power to the area module. The optimal area in the first and second cases were 0.4641m2 and 0.2207m2 , respectively.

    Keywords: TEG, Maximum net power, Module optimum area, Temperature dependent properties, Exergy destruction
  • ملیحه پاشاپور، صمد جعفرمدار*، شهرام خلیل آریا
    مطالعه ی حاضر، به تحلیل اگزرژو-اقتصادی سیستمی جدید برای تولید توان، گرما و آب شیرین می پردازد. سیستم پیشنهادی شامل یک توربین گاز (GT) است که گرمای اتلافی آن ابتدا توسط یک مولد بخار (HRSG) برای تولید بخار آب اشباع و سپس یک چرخه رانکین آلی برای تولید توان بیشتر بازیافت می گردد. این سیستم از یک منبع انرژی زمین گرمایی برای گرمایش مجدد سیال آلی جهت افزایش توان و بازده استفاده کرده و همچنین دارای یک واحد آب شیرین کن اسمز معکوس برای تولید آب شیرین است. دمای آب تغذیه قبل از ورود به واحد آب شیرین کن از طریق کاهش جریان جرمی آن در چگالنده بالا می رود. در نتیجه هزینه واحد تولید آب شیرین 24/32% کاهش می یابد. ضریب اگزرژو-اقتصادی سیستم 14/12% بدست می آید که نشان از نقش بالای تخریب اگزرژی در هزینه سیستم دارد. GT/HRSG بالاترین سهم را از نظر هزینه سرمایه گذاری به خود اختصاص می دهد (10/86). در انتها، اثر اختلاف دمای پینچ مولد بخار و فشار بازگرمایش بر هزینه واحد توان تولیدی در چرخه رانکین آلی، بخار آب تولیدی، آب تصفیه شده و همچنین نرخ هزینه کلی سیستم بررسی شده اند.
    کلید واژگان: اگزرژو- اقتصادی, توربین گاز, چرخه رانکلین آلی, بازگرمایش, زمین گرمایی, آب شیرین کن اسمز معکوس
    Malihe Pashapour, Samad Jafarmadar *, Shahram Khalilarya
    The current study reviews the exergo-economic analysis of a new system for producing power, heat, and distilled water. This proposed system includes a gas turbine (GT) which its waste heat first was recovered by a heat recovery steam generator (HRSG) for producing saturated water vapor and then recycled by an organic Rankine cycle (ORC) for generating more power. Also, this system includes a geothermal energy resource for reheating organic fluid because of power and efficiency increase and a reverse osmosis (RO) desalination unit on the production of freshwater. Feed-water temperature is increased in the condenser via decreasing its mass flow rate. As a result, the unit cost of produced freshwater decreases by 32.24%. The exergo-economic factor of the system is 12.14%, suggesting that exergy destruction accounts for a high proportion of costs. GT/HRSG have the highest share in terms of the capital cost (86.10%). Finally, the effects of the pinch temperature difference in the HRSG and re-heating pressure on the unit cost of the power generated in the ORC, produced water vapor, distilled water, and the overall cost rate were investigated.
    Keywords: exergo-economic, Gas turbine, Organic Rankine Cycle, re-heating, geothermal, reverse osmosis desalination
  • قاسم عبدالله نژاد*، صمد جعفر مدار، شهرام خلیل آریا

    در مقایسه با واحد مرسوم انرژی توربین، واحدهای انرژی هیدرودینامیکی مغناطیسی فلز مایع، ساختار ساده تری دارند که باعث شده سیستمی بسیار قابل اطمینان با هزینه های پایین نگهداری و همچنین بدون قطعات متحرک، بشمار آیند. واحد هیدرودینامیکی مغناطیسی فلز مایع نیاز به منبع با دمای بالا دارد که توسط سوخت های فسیلی تامین می شود. برای رفع این ایراد، هدف مطالعه حاضر ارایه نیروگاه تولید همزمان جدید هیدرودینامیکی مغناطیسی فلز مایع برای تامین آب شیرین و توان، با استفاده از توان خورشیدی متمرکز ، می باشد. بررسی انرژی، اگزرژی و ترمو اقتصادی سیستم یکپارچه ابداعی از طریق شبیه سازی در حلگر معادلات مهندسی انجام شده است. نتایج نشان می دهند که نیروگاه تولید همزمان پیشنهادی، قادر به تولید توان 73.2 کیلو وات و آب شیرین 21.06 مترمکعب/ روز است که در این مورد ضریب بهره وری انرژی و کل بهره وری اگزرژی به ترتیب 97.45 و 26.34 درصد محاسبه شده اند. در میان تمام مواد تشکیل دهنده، گیرنده بالاترین تخریب اگزرژی 270.4 کیلو وات را داشته، و هلیوستات با تخریب اگزرژی 240.9 کیلو وات در رتبه بعدی قرار دارد. نتایج حاصل از تحلیل اگزرژی-اقتصادی نشان داد گیرنده و برج خورشیدی دارای بیشترین هزینه سرمایه گذاری، تعمیر و نگهداری بوده و مقدار هزینه بر واحد اگزرژی کل سیستم 103.4 دلار بر گیگاژول می باشد.

    کلید واژگان: هیدرودینامیکی مغناطیسی, تولید همزمان, توان خورشیدی متمرکز, رطوبت ساز-رطوبت گیر, اگزرژی-اقتصادی
    Qasem Abdollah Nezhad *, Samad Jafarmadar, Shahram Khalilarya

    The use of liquid metal magnetic hydrodynamic energy units, despite reducing maintenance costs and improving reliability, requires a high-temperature source, which must be supplied by fossil fuels. The present study aims to cover this shortage by proposing a new design for liquid metal magnetic hydrodynamic power and desalination cogeneration plant by applying concentrating solar power. The results show that 73.2 kW and 21.06 m3/day power and freshwater can be produced by the proposed cogeneration plant, respectively. The energy utilization factor  and total exergy efficiency are 97.45 and 26.34%. The results also indicate that the receiver accounts for the highest exergy destruction, followed by the heliostat with 270.4 kW and 240.9 kW, respectively. Increasing the efficiency of the humidifier/dehumidifier or reducing the mass flow rate of the second magnetic hydrodynamic loop improves the energetic and exergetic performances of the system. Besides, the receiver and solar tower have the highest cost of investment and maintenance, and the total unit cost of the system is 103.4 $/GJ.

    Keywords: Liquid Metal Magneto-Hydrodynamic(LMMHD), Cogeneration, Concentrating Solar Power(CSP), Humidification-Dehumidification(HDH), Exergo-Economic
  • صمد جعفرمدار*، پوریا مجیدی
    در موتورهای پیستونی با افزایش دور موتور مدت زمان سیکل احتراق کاهش می یابد. با کاهش زمان سیکل احتراق موتور فرصت برای احتراق کامل سوخت کم می شود. درنتیجه، به منظور تکمیل احتراق سوخت در دورهای بالای موتور، شمع باید زودتر جرقه بزند. حال، با توجه به اینکه سرعت شعله گاز طبیعی نسبت به بنزین کمتر است، این مشکل محسوس تر می شود. در نتیجه مقدار پیش انداختن زمان جرقه شمع موتور، در حالت گاز سوز، نسبت به حالتی که بنزین  می سوزاند، باید بیشتر افزایش یابد. این کار منجربه افزایش کار منفی در مرحله تراکم می شود که سبب کاهش بازدهی چرخه می شود. محققان برای بهبود احتراق گاز طبیعی پیشنهاد اضافه کردن هیدروژن را داده اند(HCNG) . با اضافه کردن هیدروژن خواص شعله وری گاز طبیعی بهبود می یابد. در این پژوهش، با استفاده از هیدروراکتور، گاز هیدروژن و اکسیژن (HHO) به روش الکترولیز از آب تولید و مصرف می شود. گاز HHO تولیدشده به همراه گاز  CNGبا هوای ورودی به موتور ترکیب می شود. سپس، تاثیر گاز  HHO-CNGبر پارامترهای بازدهی، توان و آلودگی بررسی شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که با اضافه شدن HHO بازده حرارتی افزایش می یابد. در این شرایط، میزان CO و UHC کاهش داشته است. این کاهش آلودگی و افزایش بازده به علت کاهش نیاز به آوانس جرقه شمع و احتراق کامل سوخت است.
    کلید واژگان: HHO, CNG, موتور, احتراق, آلودگی
    Samad Jafarmadar *, Poria Majidi
    In piston engines, as the engine speed increases, the combustion cycle time decreases. Reducing the engine combustion cycle time, the opportunity for complete fuel combustion is reduced. As a result, in order to complete the fuel combustion, at high engine speeds, the spark plug must ignite sooner. Now that the natural gas flame is slower than gasoline, this problem is becoming more noticeable. As a result, the spark ignition timing should be increased further in CNG fuel mode than in the case of gasoline combustion. This leads to an increase in negative work during the compression phase, resulting in reduced cycle efficiency. Researchers have suggested adding hydrogen to improve natural gas combustion (HCNG). By adding hydrogen, the flammability properties of natural gas are improved. In this study, using Hydrogen generator, hydrogen and oxygen (HHO) gas is produced and consumed water by electrolysis method. The gas (HHO) produced together with the gas (CNG) is combined with the air entering the engine. Then the effect of gas (HHO-CNG) on the parameters of efficiency, power and pollution has been investigated. The results show that the thermal efficiency increases with the addition of HHO. Under these conditions, CO and UHC levels have decreased. This reduces contamination and increases efficiency due to reduced need for spark plug advance and complete fuel combustion.
    Keywords: CNG, HHO, compression, Engine, Contamination
  • مرتضی بشیر*، صمد جعفر مدار، صابر یکانی مطلق، شهرام خلیل آریا

    در این مقاله، جریان همرفتی نانوسیال آب و نانو ذرات اکسید آلومینیوم داخل حفره ذوزنقه با استفاده از مدل دوفاز بونگیورنو به صورت عددی شبیه سازی شد. اثر تغییر زاویه اضلاع جانبی محفظه ذوزنقه ای بر انتقال حرارت، جرم و مومنتم مورد بررسی قرار گرفته شده است. معادلات حاکم بر مسیله، معادلات مومنتم، انرژی و انتقال کسر حجمی نانوذرات می باشند که به همراه شرایط مرزی به روش حجم محدود و الگوریتم سیمپل حل شده اند. برای گسسته سازی ترم های جابجایی و پخش به ترتیب از الگوهای بالادست و تفاضل مرکزی استفاده شده است. دیواره های چپ و راست حفره دمای ثابت و را داشته و دیواره های بالا و پایین عایق حرارتی می باشند. زاویه شیب اضلاع جانبی (چپ و راست) مابین (0 ،30 و 45 θ=) درجه و عدد رایلی بین 100 تا 10000 و کسر حجمی نانو ذرات از 01/0 تا04/0 متغیر می باشد. نتایج نشان می دهد در اعداد رایلی پایین به ازای مقدار نانوذرات یکسان، با افزایش زاویه اضلاع از صفر به 45 درجه ، عدد نوسلت و به تبع آن انتقال حرارت به میزان متوسط 81 درصد کاهش می یابد. از طرفی با افزایش عدد رایلی، برای محفظه در زاویه 30 درجه حالت بهینه حاصل و عدد نوسلت به میزان 5/5 درصد، نسبت به محفظه مربعی و 8/6 درصد نسبت به حالت 45 درجه افزایش می یابد. همچنین نتایج، توزیع نسبتا یکنواختی برای نانوذرات در رایلی های بالا در تمامی محفظه ها با زاویه اضلاع مختلف نشان می دهد.

    کلید واژگان: حفره ذورنقه ی, جابجایی طبیعی, نانو سیال, ترموفورسس, مدل بونگیورنو
    Morteza Bashir *, Samad Jafarmadar, Saber Yekani Motlagh, Shahram Khalilarya

    In the present study, natural convection of Al2O3–water nanofluid and nano-particles local distribution inside trapezium enclosure has been investigated using non-homogenous two-phase Buongiorno’s model. The effect of the variation of trapezium enclosure inclantion angle on heat transfere, mass and momentum has been investigated. The governing equations of the problem are momentum, energy and volume fraction of nanoparticles that are solved using the finite volume method and the SIMPLE algorithm. Diffusion and convective terms are descritized using a second-order central difference and upwind schemes. The left and right walls of cavity are kept at constant temperatures Th and Tc, respectively, while the other walls are thermally insulated. Using the finite volume method and the SIMPLE algorithm, the governing equations have been discretized. Simulations have been carried out for different inclination angle( ), Rayleigh number(102≤Ra≤104) as well as particle average volume fraction (φ) ranging from 0.01 to 0.04. Results show that at low Rayleigh number for a specific particle volume fraction, with increasing the inclination angle from zero to 45 degree, the average Nusselt number (NuAve)and heat transfer decreases 81%. On the other hand, optimum results were obtained for the inclination angle of 30 degree. The Nuselt enhancement percent was obtained 5.5 compared to the square enclosure and 6.8 compared to inclination angle of 45 degrees. Results also showed a uniform distribution for nanoparticles in high Rayleigh numbers and in enclosures with different inclination angle.

    Keywords: Trapezoidal cavity, Natural convection, Nanofluid, Thermophoresis, Buongiorno Model
  • سارنگ اعزازی*، شهرام خلیل آریا، صمد جعفرمدار

    هدف از مطالعه حاضر، بررسی یکی از روش های افزایش بهره وری ترنسفورمرهای گرمایی دوجذبی بوده است. بدین منظور ابتدا، با توجه به اهمیت ویژه شکل مسیر جریان محلول در کارکرد ترنسفورمرهای گرمایی جذبی، پنج ساختار جدید برای چرخه های دوجذبی پیشنهاد و سپس عملکرد آنها به طور عددی توسط مطالعه پارامتری، با کارآمدترین نوع ترنسفورمر گرمایی دوجذبی که چرخه دوجذبی نوع سوم نام دارد، مقایسه شده اند. کارکرد چرخه ها، از دیدگاه ضریب عملکرد انرژی، ضریب عملکرد اگزرژی و مقدار آب شیرین سازی شده مورد مطالعه قرار گرفته است. در اثر افزودن بازیاب گرمایی سوم به چرخه ها، کمینه افزایش مقدار آب شیرین سازی شده توسط چرخه دوجذبی نوع سوم 10/49%، ساختار پیشنهادی اول 8/6% و در مورد ساختار پیشنهادی دوم 10/33% می باشد. بر طبق نتایج بهینه سازی، ساختار پیشنهادی سوم در محدوده دمایی بالای ابزوربر و ساختار پیشنهادی پنجم در محدوده دمایی میانی ابزوربر، توانایی تولید بیشترین مقدار آب شیرین را در بین تمامی ساختارها دارند.

    کلید واژگان: ترنسفرمر گرمایی دوجذبی, لیتیوم بروماید- آب, ضریب عملکرد انرژی, ضریب عملکرد اگزرژی
    Sarang Ezazi *, Shahram Khalilarya, Samad Jafarmadar

    The goal of the present study, has been to investigate one of methods for increasing the double absorption heat transformer’s (DAHT’s) productivity. For this propose, first, due to the special importance of the solution flow path shape on AHT’s operation, five novel schemes were proposed for DAHTs and then, their performance was compared numerically to the most efficient type of DAHTs as basic cycle in this research, through a parametric study. The operation of cycles has been studied from the energy coefficient of performance, exergy coefficient of performance and produced vapor amount, point of view. The effect of adding third heat exchanger to the cycles, is at least a minimum increment of vapor amount equal to 10.49% for basic DAHT, 8.6% for first scheme and 10.33% for second scheme. According to the optimization results, the third scheme in the higher and the fifth scheme in the middle range of absorber temperatures have the ability to produce the most water vapor amount, among all the schemes.

    Keywords: Double absorption heat transformer, Lithium bromide, H2O, COP, ECOP
  • محسن شیرنژاد، صمد جعفرمدار*، شهرام خلیل آریا، جواد خیرالهی
    در پژوهش حاضر برای تعیین مشخصه های عملکردی و آلایندگی موتورهای اشتعال جرقه ای استفاده از سوختهای ترکیبی بنزین با دی متیل اتر و نانوکاتالیست اکسید آهن در موتور اشتعال جرقه ای با سوخت پایه بنزین مورد مطالعه قرار گرفته است. برای رسیدن به حالت پایداری در مراحل تست های تجربی، دمای آب و روغن موتور قبل از هر تست موتور اشتعال جرقه ای EF7 در دور موتور rpm2800 در حدود 10 تا 15 دقیقه کارکرده تا قسمت های مختلف موتور به حالت پایا برسد. تست ها در شرایط بار کامل و دور موتور rpm2800 و بین گشتاورهای 0 تا N.m100 انجام گرفته است. توان خروجی و مصرف سوخت وبژه موتور، با ترکیب بنزین با ده درصد دی متیل اتر به ترتیب 22/5 درصد و 24/28 درصد افزایش و در حالت بنزین در ترکیب با ده درصد دی متیل اتر و ppm10 افزودنی نانواکسید آهن به ترتیب 04/9 درصد افزایش 19/5 درصد کاهش و در حالت بنزین در ترکیب با ده درصد دی متیل اتر و ppm20 افزودنی نانواکسید آهن به ترتیب 93/13 درصد افزایش و 08/11 درصد کاهش در مقایسه با سوخت پایه بنزین داشته است. آلاینده ها برای سوخت ترکیبی بنزین با نانوذرات اکسید آهن کاهش یافته است.
    کلید واژگان: سوخت ترکیبی, تست عملکردی, تست آلایندگی, نانواکسید آهن, دی متیل اتر
    Mohsen Shirnezhad, Samad Jafarmadar *, Shahram Khalilarya, Javad Kheyrollahi
    In the present work, in order to improve performance characteristics such as power output and reduce fuel consumption in spark ignition engines and engines used in the aerospace industry, combined gasoline fuels with dimethyl ether and iron oxide nano catalysts that can be synthesized at lower prices than other catalysts , Has been studied in a gasoline spark ignition engine. In order to achieve the steady state in the experimental stages, the temperature of the water and engine oil before each test of the EF7 spark ignition engine at engine speed of 2800 rpm is about 10 to 15 minutes to reach the various parts of the engine. The tests are carried out at full load conditions and engine speed rpm 2800 and between torques 0 to N.m 100. The output power and fuel consumption of the engine, with the combination of gasoline with 10% of the dimethyl ether, increased by 22.5% and 28.28% respectively, and in the case of gasoline in combination with 10% of dimethyl ethyl and 10ppm of iron oxide nano additive, lead to output power 19.44% increased and fuel consumption 19.5% reduced. in the case of gasoline in combination with 10% of dimethyl ether and 20ppm nano additive of iron oxide lead to output power 13.93% increased and fuel consumption 11.08% reduced, compared to the base fuel gasoline. emissions have also been reduced by combined fuel with iron oxide nano catalysts.
    Keywords: Combined fuel, Performance tests, Emission tests, Nano iron oxide. Dimethyl ether
  • سهیلا صالح میرحسنی*، صمد جعفرمدار، شهرام خلیل آریا، عطا چیت ساز خویی

    در مطالعه حاضر، یک سیستم تولید سه گانه پیشنهادی بر اساس پیل سوختی اکسید جامد با ریفرمر خارجی، سیستم تبرید گکس و بازیاب حرارتی از دیدگاه ترمودینامیکی و اگزرژواکونومیکی مورد بررسی قرار گرفته است. از یک ریفرمر خارجی برای تبدیل سوخت دی متیل اتر به هیدروژن، جهت مصرف در واکنش های الکتروشیمیایی پیل سوختی استفاده شده است. تاثیر پارامترهای اساسی (ضریب بهره وری سوخت و دمای جریان ورودی به آند) بر روی چندین متغیر(بازده انرژی و اگزرژی، تخریب اگزرژی و هزینه واحد توان تولیدی) مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که بازده انرژی سیستم پیشنهادی از بازده پیل سوختی به تنهایی بیش از 38% بیشتر است. مطالعه نشان می دهد که بالاترین میزان تخریب اگزرژی در پس سوز، پیل سوختی و بازیاب حرارتی رخ می دهد. بالا بردن دمای جریان ورودی به آند موجب نزولی شدن روند تخریب اگزرژی در پس سوز و پیل سوختی می شود در حالی که بر روی بازیاب حرارتی تاثیری معکوس دارد. هزینه واحد توان تولیدی تحت شرایط معین برابر با $/GJ 51/23 است و با افزایش ضریب بهره وری سوخت و یا افزایش دمای جریان ورودی به آند روند نزولی دارد. افزایش ضریب بهره وری سوخت موجب افزایش تمامی بازده های قانون دوم به میزان 12% می شود. تاثیر افزایش دمای جریان ورودی به آند بر بازده های قانون دوم نیز مثبت است ولی تاثیر آن نسبت به افزایش ضریب بهره وری سوخت پایین تر بوده و بازده ها 8% افزایش می یابند.

    کلید واژگان: پیل سوختی اکسیدجامد, دی متیل اتر, سیستم تولید سه گانه, ریفرمر خارجی, تحلیل اگزرژواکونومیک
    Soheila Saleh Mirhasani *, Samad Jafarmadar, Shahram Khalilarya, Ata Chitsaz

    In the present study, exergo-economic analysis of a combined solid oxide fuel cell (SOFC) with a gas turbine, a generator-absorber heat exchanger (GAX) and heating process heat exchanger for heating, cooling and power production as a tri-generation system is conducted. Also, an external steam reformer is applied to convert dimethyl ether as oxygenated fuel to hydrogen for the electrochemical process of the SOFC. The influence of the primary design parameters (fuel utilization factor and anode inlet temperature) on several variables (energy and exergy efficiencies, exergy destruction and unit costs of the power) are examined. Results show that energy efficiency of proposed system is 38% higher than standalone SOFC. It was found that the maximum exergy destructions occurred in afterburner, SOFC and recuperator. An increase in anode inlet temperature leads to reduction of exergy destruction in afterburner and fuelcell, while it has reverse effect on exergy destruction rate in recuperator. Unit cost of power is equal to 23.51 $⁄GJ at a specific condition and decreases with an increase in fuel utilization factor or increasing of anode inlet temperature. Increasing of utilization factor will increase all exergy efficiencies by 12%. The effect of an increase in anode inlet temperature on exergy efficiencies is positive but compared with the other parameter is lower and will increase them by 8%.

    Keywords: Solid oxide fuel cell (SOFC), Dimethyl ether, Tri-generation, External reforming, Exergoeconomic analysis
  • مهران عبدالعلی پورعدل، شهرام خلیل آریا*، صمد جعفر مدار

    در ایران و در منطقه سبلان دو دسته چاه با خاصیتهای ترمودینامیکی مختلف مورد بهره برداری قرار گرفته است، برای تولید توان بیشتر و تهیه گاز طبیعی، یک آرایش جدید بر اساس چاه های زمین گرمایی سبلان پیشنهاد شده است. چرخه ی کالینا و چرخهی گذر بحرانی دی اکسید کربن از چاه های زمین گرمایی سبلان به عنوان منبع حرارتی و گاز طبیعی مایع شده به عنوان چاه حرارتی استفاده شده است. یک بررسی پارامتریک جامع برای تشخیص عملکرد سیستم انجام شده و تاثیرات فشار جداسازهای 1 و 2، اختلاف دمای نقطه تنگش اواپراتورها، فشار بالای کالینا، فشار بالای چرخه گذر بحرانی به فشار بحرانی و فشار پمپ گاز طبیعی مایع شده روی عملکرد سیستم مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد که بازده حرارتی و اگزرژی با افزایش فشار جداسازها و فشار پمپ گاز طبیعی افزایش مییابند، همچنین کاهش اختلاف دمای نقطه تنگش اواپراتورها و فشار بالای چرخه ی کالینا منجر به افزایش توان تولیدی خالص، بازده حرارتی و اگزرژی میشود، علاوه بر آن نتایج تحلیل اگزرژی نشان می دهد که بیشترین نرخ تخریب اگزرژی به مبدل های حرارتی در گاز طبیعی مایع شده متعلق است. بهینه سازی چرخه توسط روش الگوریتم ژنتیک انجام شده و در شرایط بهینه قابل مشاهده است که توان خالص، بازده حرارتی و اگزرژی به ترتیب 30610 کیلووات، بازده حرارتی 29.16 درصد، بازده اگزرژی 56.92 درصد بدست آمده اند. نتایج برای این بررسی نشان داد که توان خالص چرخه و بازده حرارتی نسبت به پژوهش قبلی برای نیروگاه زمین گرمایی سبلان، بهبود یافته است.

    کلید واژگان: تحلیل ترمودینامیکی, تبخیر آنی تک مرحله ای, گاز طبیعی مایع شده, زمین گرمایی سبلان
    Mehran Abdolalipouradl, Shahram Khalilarya *, Samad Jafarmadar

    A new configuration base on Sabalan geothermal wells is proposed to utilize two wells with different thermodynamic properties in Sabalan region in Iran and generate more power as well as supply of natural gas from Liquefied Natural Gas (LNG). A Kalina cycle and Transcritical CO2 Rankine cycle are using sabalan geothermal wells as a heat source and LNG as a thermal heat sink. A comprehensive parametric study is investigated to understand the characteristics of the system. The effects of the separator 1&2 pressures, pinch point temperature difference in the evaporators, the higher pressure of the Kalina cycle, the ratio of the Transcritical higher pressure to the critical pressure and pressure of LNG pump are studied on the power generation and thermal and exergy efficiencies. The results show that the thermal and exergy efficiencies can be increased by increasing separator 1&2 pressures and LNG pump. Also decreasing the higher pressure of the Kalina cycle and pinch point temperature of evaporators lead to increasing the net output power, thermal and exergy efficiencies. Additionally, exergy analysis results showed that the highest exergy destruction rate belongs to the heat exchanger 1&2. Optimization of the proposed cycle is performed by using genetic algorithm method, and it is observed in the optimal condition that the net output power, thermal efficiency, and exergy efficiency can be obtained as 30610 kW, 29.16%, and 56.92%, respectively. The results of this study indicate that the net output power and thermal efficiency is better performance compared to the previous studies.

    Keywords: Thermodynamic analysis, Single flash, Liquefied Natural Gas, Sabalan geothermal power plant
  • مهران عبدالعلی پورعدل، شهرام خلیل آریا*، صمد جعفرمدار

    استفاده از چرخه های ترمودینامیکی با کارایی بالا برای تولید توان از منابع گرمای موجود یک راهبرد موثر برای توسعه انرژی پایدار است. در این مقاله یک چرخه ترکیبی تولید توان جدید (چرخه ترکیبی تبخیر آنی یک و سه مرحله ای با چرخه رانکین آلی) با توجه به دو چاه با دما و فشار متفاوت برای منابع زمین گرمایی سبلان پیشنهاد شده و مورد تحلیل انرژی و اگزرژی قرار گرفته است. در انتها برای چرخه رانکین آلی چهار سیال عامل مناسب، با توجه به فشار جداسازها (یا فشار شیر انبساط 1، 2 و 3)، دمای تبخیرکن و اختلاف دمای نقطه تنگش تبخیرکن بهینه سازی شده است. نتایج نشان می دهد که سیال ایزوبوتان برای چرخه رانکین مناسب تر بوده و برای این سیال در حالت بهینه توان خالص، بازده حرارتی و اگزرژی به ترتیب 23073 کیلووات، %73/19 و %67/75 محاسبه شده است، در این حالت و در مقایسه با مطالعات قبلی با شرایط یکسان سرچاه ها برای نیروگاه سبلان، چرخه پیشنهادی عملکرد بهتری را از دیدگاه انرژی و اگزرژی نشان داده است.

    کلید واژگان: تحلیل ترمودینامیکی, چرخه تبخیر آنی تک مرحله ای, چرخه تبخیر آنی سه مرحله ای, چرخه رانکین آلی, نیروگاه زمین گرمایی سبلان
    Mehran Abdolalipouradl, Shahram Khalilarya *, Samad Jafarmadar

    Using high-performance thermodynamic cycles to generate power from existing heat sources is an effective strategy for sustainable energy development. In this study, a new integrated cycle (triple flash and single flash combined cycle with Organic Rankine cycle) based on different real temperatures and pressures in Sabalan geothermal power plant is proposed and analyzed from thermodynamic and exergy viewpoint. A comprehensive parametric study is performed by EES software and then, the proposed cycle is optimized for four considered working fluids relative to the flash chambers’ pressure (or valve 1, 2 and 3 pressures), the evaporator temperature, and the pinch point temperature difference of evaporator. The results show that isobutane is the most suitable fluid for the Rankine cycle. The power generation, thermal and exergy efficiency, in this case for optimum condition, was calculated to be 23073 kW, 19/73%, and 75.67%, respectively. In optimum condition and compared to other studies which has similar wellhead for Sabalan geothermal power plant, the proposed cycle had better performance from energy and exergy viewpoints.

    Keywords: Thermodynamic analysis, Single flash, Triple flash, Organic Rankine cycle, Sabalan geothermal power plant
  • نقی آقازاده، شهرام خلیل آریا، صمد جعفر مدار، عطا چیت ساز خویی*

    در این تحقیق، مطالعه پارامتریک و بهینه سازی سیستم تولید سه گانه جدید پیل سوختی اکسید جامد با سوخت هیدروژن، توربین گاز، مولد بخار بازیافت حرارت، چرخه تبرید جذبی گکس و مبدل بازیافت حرارت جهت تولید توان، سرمایش و گرمایش موردبررسی قرارگرفته است. برخلاف بیشتر تحقیقات انجام شده که مولد بخار بازیافت حرارت را پایین دست چرخه تبرید قرار داده بودند، در این تحقیق به منظور مدیریت گرمای هدر رفت، مولد بخار بازیافت حرارت در بالادست چرخه تبرید قرار داده شده است. با توجه به اهمیت نقش پیل سوختی در سیستم معرفی شده تحلیل الکتروشیمیایی کاملی در پیل انجام شده و در تمام شرایط کاری دمای پیل محاسبه می شود. در ادامه، بامطالعه پارامتریک سیستم ترکیبی اشاره شده، تاثیرات چگالی جریان، ضریب مصرف سوخت، نسبت فشار کمپرسور و ضریب بهره برداری هوا بر روی پارامترهای عملکردی سیستم، بررسی شده است. پس از بررسی پارامتریک، بهینه سازی سیستم به روش الگوریتم ژنتیک به منظور تعیین نقاط بهینه عملکردی انجام گرفته است. با توجه به نتایج بهینه سازی و اگزرژواکونومیکی سیستم بهینه ، کمینه مجموع هزینه واحد اگزرژی محصولات، نرخ هزینه تخریب اگزرژی و ضریب اگزرژواکونومیکی کل سیستم بهینه به ترتیب 2/277 دلار بر گیگا ژول، 8/40 دلار بر ساعت و 8/27 درصد حاصل شدند؛ بنابراین افزایش هزینه سرمایه گذاری اولیه اجزا می تواند عملکرد اگزرژواکونومیکی سیستم را بهبود بخشد.

    کلید واژگان: پیل سوختی اکسید جامد لوله ای, تولید سه گانه, مولد بخار بازیافت حرارت, اگزرژواکونومیک, بهینه سازی
    Naghi Aghazadeh, Shahram Khalilarya, Samad Jafarmadar, Ata Chitsaz *

    In this article, a new power, cooling and heating trigeneration system consisting of a hydrogen-fed SOFC (solid oxide fuel cell) - GT (gas turbine ), a HRSG, a GAX absorption refrigeration cycle and a HR has been studied from a parametric and optimization perspective. In contrast with most of the previous investigations, in which the HRSG is located at the downstream of GAX, in the present research, in order to control the wasted heat, HRSG is located at upstream of GAX. The electrochemical analysis is complete for the fuel cell and the cell temperature is computed for all the working conditions of the cell. Then, the parametric study of the hybrid system, 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, minimum SUCP, 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, the increase in the components' capital costs can improve the exergoeconomic performance of the system.

    Keywords: Tubular solid oxide fuel cell, Trigeneration, HRSG, Exergoeconomic, optimization
  • مهدی طالعی، صمد جعفرمدار*، شهرام خلیل آریا
    در پژوهش حاضر عملکرد یک موتور تک سیلندر گازسوز مجهز به پیش محفظه احتراق طراحی شده در دانشگاه ارومیه بررسی و تاثیر بازخورانی گازهای خروجی روی عملکرد موتور تجزیه وتحلیل شده است. نتایج نشان می دهد که استفاده همزمان از پیش محفظه احتراق و بازخورانی گازهای خروجی منجر به کاهش قابل توجه اکسیدهای نیتروژن می شود. همچنین در نسبت {Emery, 2009 #2319}های کم بازخورانی گازهای خروجی میزان هیدروکربن های نسوخته کاهش پیدا می کند اما در نسبت های بالای بازخورانی گازهای خروجی میزان هیدروکربن های نسوخته افزایش قابل توجه ای می یابد. بازخورانی گازهای خروجی، میزان آلاینده مونواکسید کربن را افزایش می دهد ولی تاثیر محسوسی روی دی اکسید کربن ندارد. با استفاده همزمان از بازخورانی گازهای خروجی و سامانه جرقه زنی پیش محفظه احتراق، می توان ضمن حفظ تقریبی توان ترمزی موتور، میزان آلاینده ها را تا حد زیادی کاهش داد. توان خروجی موتور و فشار متوسط موثر که شاخص های اصلی عملکرد موتور هستند به ازای هر 5% بازخورانی گازهای خروجی 3 تا 4% کاهش می یابد. نتایج نشان می دهد که بازخورانی گازهای خروجی منجر به کاهش سرعت شعله های جت خروجی از پیش محفظه احتراق شده که در نهایت باعث کاهش پیش روی جبهه شعله می شود. تحلیل نتایج آزمون تجربی و مدل شبیه سازی شده نشان می ده که می توان در یک موتور مجهز به سیستم پیش محفظه احتراق برای بازخورانی گازهای خروجی یک محدوده ایده آل تعریف نمود که در آن میزان انتشار آلاینده ها در کمترین حالت بوده و توان خروجی موتور نیز تا حد زیادی حفظ شود که در موتور مدل مورد استفاده در این پژوهش بازخورانی گازهای خروجی به میزان 10% محدوده ایده آل است.
    کلید واژگان: موتور رقیق سوز, گاز طبیعی, بازخورانی گازهای خروجی, آلاینده, عملکرد, شعله جت
    M. Talei, S. Jafarmadar*, Sh. Khalilarya
    In the present research, the performance of a single-cylinder engine with a pre-chamber and natural gas fuel designed in Urmia University has been investigated and the effect of Exhaust Gas Recirculation (EGR) on engine performance has been analyzed. The results indicate that the simultaneous use of the pre-chamber and the EGR reduces significantly nitrogen oxides emission. Also, the amount of unburned hydrocarbons (HC) decreases in the low EGR, but the amount of HC increases significantly with higher EGR. EGR increases the carbon monoxide (CO) emission but does not have a significant effect on carbon dioxide (CO2) emission. Simultaneous use of EGR and pre-chamber can reduce the amount of emission while it can maintain the engine braking. The engine power and the indicated mean effective pressures (IMEP) which are the main indicators of the engine's performance, decrease by 3 to 4 percent for every 5 percent of the EGR. The results show that the EGR reduces the velocity of the jet flames out of the pre-chamber which ultimately reduces the advance of the flame front. Analysis of the results of the experimental test and the simulated model shows that an ideal range for EGR in an engine with a pre-chamber can be defined in which the emission is minimal and the engine power is maintained. In the engine used in this research, the exhaust gas reaction is in the ideal 10% range.
    Keywords: Lean Burn Engine, Natural Gas, Exhaust Gas Recirculation (EGR), Emission, Performance, Jet Flame
  • مهران عبدالعلی پورعدل، شهرام خلیل آریا *، صمد جعفرمدار

    در کشور ایران، نیروگاه زمین گرمایی سبلان با دو دسته چاه با خاصیتهای مختلف مورد بهره برداری قرار گرفته است. برای دستیابی به حداکثر توان چهار آرایش جدید تبخیر تک مرحله ای-باینری و تبخیر آنی دو مرحله ای نوع اول-باینری، تبخیر آنی دو مرحله ای نوع دوم-باینری و چرخه تبخیر آنی سه مرحله ای-باینری مورد مطالعه قرار گرفته است. ابتدا این چهار آرایش نسبت به پارامترهای موثر مورد تحلیل انرژی و اگزرژی قرار گرفته و سپس نسبت به سه سیال عامل، بهینه سازی انجام شده است. در حالت بهینه چرخه تبخیر ترکیبی دو مرحله ای نوع دوم-باینری برای ایزوبوتان نتایج بهتری را نسبت به سه آرایش دیگر نشان می دهد، همچنین برای حالت بهینه توان خالص 23084 کیلووات، بازده حرارتی 74/19 درصد، بازده اگزرژی 7/75 درصد و تخریب اگزرژی 6250 کیلووات بدست آمده اند که نتایج نسبت به مطالعات قبلی از لحاظ انرژی و اگزرژی برای نیروگاه زمین گرمایی سبلان، بهبود یافته اند.

    کلید واژگان: تبخیر آنی تک مرحله ای, تبخیر آنی دو مرحله ای, تبخیر آنی سه مرحله ای, چرخه ی باینری, زمین گرمایی سبلان
    M. Abdolalipouradl, Sh. Khalilarya *, S. Jafarmadar

    In Iran, Sabalan geothermal power plant has been utilized with two wells having different and mass flow rates and thermal properties. In this study, in order to achieve the maximum power, four new configures; a single flash-binary, a double flash (I)–binary, a double flash (II)–binary and a triple flash-binary cycles were examined. These four configurations were initially investigated considering the effective parameters of energy and exergy analysis, and then optimization was performed using three working fluids. The results show that in the optimum state, the double flash (II)–binary using isobutane shows better results compared to the other three configurations. Furthermore, for the optimum case, the net power of 23084 kW, the thermal efficiency of 19.74%, the exergy efficiency of 75.7%, and the exergy destruction rate of 6250 kW were obtained which show an improvement in terms of energy and exergy for the Sabalan geothermal power plant compared to the previous studies.

    Keywords: Single flash, Double flash, Triple flash, Binary cycle, Sabalan geothermal power plant
  • مهران عبدالعلی پورعدل، شهرام خلیل آریا*، صمد جعفرمدار
    در شمال غرب ایران در منطقه سبلان دو چاه با شرایط دمایی و فشاری متفاوت مورد بهره برداری قرار گرفته است. با توجه به مشخصات ترمودینامیک چاه ها، چرخه ترکیبی جدید (چرخه ترکیبی تبخیر آنی با چرخه دی اکسید کربن گذر بحرانی و کالینا11) برای زمین گرمایی سبلان پیشنهاد شده است. در چرخه های کالینا 11 و گذر بحرانی دی اکسید کربن داخل مبدل های حرارتی که سیال در حال افزایش دما است شیب تغییر دمایی متفاوتی دارد، بنابراین یک روش جدید برای پیداکردن محل نقطه تنگش و سایر مشخصات ترمودینامیک مبدل پیشنهاد شده است. تاثیر نسبت به فشار بالای کالینا، غلظت آمونیاک، نسبت فشار چرخه گذر بحرانی دی اکسید کربن، اختلاف دمای نقاط تنگش و فشار جداسازها روی بازده حرارتی و اگزرژی چرخه ترکیبی پیشنهادی مورد مطالعه قرار گرفت، سپس چرخه ترکیبی پیشنهادی مورد بهینه سازی ترمودینامیک با استفاده از نرم افزار ای ای اس (حل معادلات مهندسی) قرار گرفت. براساس شرایط عملکرد بهینه، توان خالص چرخه ترکیبی 20046کیلووات، بازده حرارتی 17/15%، تخریب اگزرژی 8259کیلووات و بازده اگزرژی 65/74% محاسبه شده است. مشخص شده که برای چرخه پیشنهادی در این مقاله توان خالص تولیدی 17/55%، بازده حرارتی 17/55% و بازده اگزرژی برای چرخه ترکیبی 20/04% نسبت به چرخه های پیشنهادی قبلی ارتقا یافته است.
    کلید واژگان: تحلیل ترمودینامیکی, نیروگاه زمین گرمایی سبلان, چرخه کالینا 11, چرخه دی اکسیدکربن, گذربحرانی
    M. Abdolalipouradl, Sh. Khalilarya*, S. Jafarmadar
    In northwestern Iran, two wells with different temperature and pressure conditions have been exploited in Sabalan region. According to the thermodynamic properties of wells, the combined cycle (flash combined cycle with transcritical CO2 and Kalina 11) is proposed for Sabalan geothermal. In the Kalina 11 and transcritical CO2 heat exchangers, in which the fluid temperature is rising, there is a different temperature variation gradient, therefore, a new method is proposed for the determination of pinch point and other thermodynamic properties. The effects of the Kalina high pressure, amoina concentration, transcritical CO2 cycle pressure ratio, pinch points temperature difference and separators’ pressure on the thermal and exergy efficiencies of the proposed combined cycle were studied, Finally the proposed combined cycle was optimized thermodynamically using the EES (Engineering Equation Solver) software. Based on identical operation conditions, the net power of the combined cycle is 20046 kW, the thermal efficiency is 17.15%, the rate of exergy destructions is 8259 kW and the exergy efficiency is 65.74%. It was found that the net power output, the thermal and exergy efficiencies of combined cycle are about 17.55%, 17.55% and 18.35% higher than the previously proposed system.
    Keywords: Thermodynamic analysis| Sabalan Geothermal Power Plant| Kalina 11| Transcritical CO2 Cycle
  • محمدرضا عطاپور، سعید کریم زاده، صمد جعفرمدار، سیمین انواری، هادی تقوی فر*

    با افزایش روزافزون مصرف انرژی در سطح جهانی، بررسی کیفیت انرژی علاوه بر کمیت انرژی در مجامع علمی مورد توجه قرار گرفته است. تحلیل قانون دوم ترمودینامیک قادر به محاسبه مقادیر بازگشت ناپذیری های اجزا و کل سیستم های نیروگاهی است. آنالیز نیروگاه ها با استفاده از قوانین اول و دوم ترمودینامیک به طور همزمان، ابزار مناسبی برای دستیابی به درک درستی از بازگشت ناپذیری های اجزا، کل سیستم، همچنین پتانسیل بهینه سازی آن ها خواهد بود. در همین راستا در این مقاله به آنالیز انرژی و اگزرژی انواع نیروگاه های بخار پرداخته می شود. همچنین تاثیر پارامترهای مختلف از قبیل دمای ورودی کمپرسور، دمای بویلر، فشار بویلر بر روی بازده های قوانین اول و دوم ترمودینامیک، نرخ نابودی اگزرژی و توان تولیدی نیروگاه ها بررسی می شود. نتایج حاصل نشان می دهد که بازده اگزرژی چرخه توربین بخار بازیاب در مقایسه با بازده اگزرژی توربین بخار ساده و توربین بخار بازگرمایش به ترتیب در حدود 8/5% و 9/3% بیشتر است. همچنین مطالعه پارامتری بر روی عملکرد چرخه ها نشان می دهد که دمای بویلر، فشار بویلر، فشار کندانسور و بازده آیزونتروپیکی تاثیر قابل ملاحظه ای بر روی عملکرد کلی چرخه ها گذاشته اند. افزایش فشار بویلر موجب 13% کاهش در نرخ نابودی اگزرژی و 5/6% افزایش در کل توان تولیدی چرخه بازیاب می شود.

    کلید واژگان: توربین بخار ساده, توربین بخار بازگرمایش مجدد, توربین بخار بازیاب, اگزرژی, بازده انرژی
  • سعید کریم زاده، محمدرضا عطاپور، صمد جعفرمدار، سیمین انواری، هادی تقوی فر*

    در سال های اخیر با توجه به افزایش روز افزون به کارگیری نیروگاه های چرخه ترکیبی در ایران و جهان، لزوم مطالعه بر روی آن ها و مخصوصا تلفات موجود در این نیروگاه ها و تک تک اجزاء  آن ها آشکار می شود. آنالیز نیروگاه ها با استفاده از قوانین اول و دوم ترمودینامیک به طور همزمان، ابزار مناسبی برای دستیابی به درک درستی از بازگشت ناپذیری های اجزا و کل سیستم خواهد بود. از اینرو، در این تحقیق به آنالیز انرژی و اگزرژی چرخه های توربین گازی، توربین بخار و ترکیبی  پرداخته می شود. همچنین تاثیر پارامترهای مختلف بر روی بازده های انرژی و اگزرژی، نرخ نابودی اگزرژی و توان تولیدی نیروگاه ها بررسی می شود. نتایج نشان می دهد که چرخه ی ترکیبی دارای بالاترین کارایی در بین چرخه های مطالعه شده است. توان تولیدی چرخه ترکیبی برابر با 2/19 مگاوات است که در حدود 47% از توان تولیدی چرخه توربین گازی بیشتر است. مقدار نرخ نابودی اگزرژی چرخه ترکیبی در حدود 33% از چرخه توربین گازی کمتر است. مقدار مصرف سوخت در چرخه ترکیبی در مقایسه با چرخه توربین گازی به مقدار 11% کاهش یافته است. افزایش دمای ورودی به توربین گازی، موجب 26% افزایش در کل نرخ نابودی اگزرژی چرخه ترکیبی شده و از 21 به 5/26 مگاوات می رسد.

    کلید واژگان: چرخه توربین گاز, چرخه توربین بخار, چرخه ترکیبی, بازده انرژی, بازده اگزرژی
  • نقی آقازاده، شهرام خلیل آریا، صمد جعفر مدار، عطا چیت ساز خویی *
    در این تحقیق، یک چرخه جدید تولید همزمان توان، سرمایش و گرمایش متشکل از پیل سوختی اکسید جامد، توربین گاز، مولد بخار بازیافت حرارت، چرخه تبرید جذبی گکس و مبادله کن گرمای بازیافت حرارت از دیدگاه ترمودینامیکی و اقتصادی مورد مطالعه قرار گرفته است. مدل سازی این چرخه از طریق حل همزمان معادلات الکتروشیمیایی و ترمودینامیکی اجزاء و روابط اگزرژی – اقتصادی صورت گرفته است. نتایج بدست آمده بیانگر آن است که اگزرژی کل چرخه ترکیبی پیشنهادی 14. 9% بیشتر و نرخ بازگشت ناپذیری این چرخه 10. 6% کمتر از چرخه ترکیبی پیل سوختی- توربین گازی – چرخه گکس، در شرایط مشابه می باشد. همچنین، پیل سوختی و پس سوز بدلیل بازگشت ناپذیری ها، بیشترین نرخ تخریب اگزرژی را در بین اجزاء دارند. با توجه به نتایج اگزرژی اقتصادی، به ازای شرایط مشخص، مجموع هزینه واحد اگزرژی محصولات، ضریب اگزرژواکونومیکی، نرخ هزینه خرید کل تجهیزات چرخه و نرخ هزینه تخریب اگزرژی کل سیستم به ترتیب 331. 1 دلار بر گیگا ژول، 29. 3%، 10. 47 دلار بر ساعت و 25. 32 دلار بر ساعت بدست آمد. مطالعات پارامتری نشان داد که افزایش چگالی جریان موجب افزایش توان خالص خروجی، ظرفیت گرمایی مولد بخار بازیافت حرارت، برودت تولیدی، ظرفیت گرمایی مبادله کن بازیافت حرارت و بازگشت ناپذیری کل چرخه می گردد. همچنین با افزایش چگالی جریان، بازده اگزرژی و مجموع هزینه واحد اگزرژی محصولات کاهش پیدا می کنند.
    کلید واژگان: پیل سوختی اکسید جامد, چرخه تبرید گکس, مولد بخار بازیافت حرارت, تولید همزمان, تحلیل ترمودینامیکی و اقتصادی
    Naghi Aghazadeh, Shahram Khalilarya, Samad Jafarmadar, Ata Chitsaz Khoyi *
    In this article, a new power, cooling and heating cogeneration system consisting of a solid oxide fuel cell (SOFC) - gas turbine (GT), a heat recovery steam generator (HRSG), Generator-Absorber-heat eXchange (GAX) absorption refrigeration cycle and a heat exchanger for heat recovery (HR) has been studied from a thermodynamic and economic perspective. The modeling of this cycle was done by solving the electrochemical, thermodynamic and exergoeconomic equations for fuel cell and system components, simultaneously. The results showed that the exergy of our proposed combined cycle is 14.9% more and the irreversibility rate of this cycle is 10.6% less than that of the combined SOFC-GT-GAX systems in the same conditions. Also, the fuel cell and the afterburner have the highest rate of exergy destruction among other components due to irreversibility. Exergoeconomic analysis showed that the sum of uint cost of products (SUCP), the exergoeconomic factor, the capital cost rate and the exergy destruction cost rate for the overall system is equal to 331.1 $/GJ, 29.3%, 10.47 $/h and 25.32 $/h, respectively. Parametric studies showed that increasing the current density will increase the net electrical power, heating capacity of HRSG and HR heat exchanger, cooling capacity and total irreversibility. Also, with increasing of the current density, both the exergy efficiency and SUCP decrease.
    Keywords: Solid oxide fuel cell, GAX, HRSG, Cogeneration, Thermodynamic, Exergoeconomics
  • امیر عسگری طاهری *، صمد جعفرمدار، شهرام خلیل آریا
    در این مقاله مقایسه دبی جرمی جریانهای مختلف سمت پوسته مبادله کن های گرمایی بر اساس تغییرات برش بافل و فاصله بافل از هم به روش شبکه هیدرولیکی جریان مورد بررسی قرار گرفت. نحوه توزیع جریان نقش مهمی در دستیابی به بازده دمائی بالا و کارکرد موثر مبادله کن های گرمایی پوسته- لوله دارد، بطوریکه توزیع یکنواخت باعث کاهش ارتعاش و نویز مبادله کن خواهد شد. همچنین بررسی دبی جریان های مختلف اهمیت زیادی برای درک الگوی انتقال گرما و افت فشار مبادله کن های گرمایی دارد. بنابراین نحوه طراحی مبادله کن های گرمایی پوسته - لوله ، بویژه نحوه تاثیر فاصله بافل ها و برش بافل روی دبی جریان در این مطالعه بررسی خواهد شد. در این مطالعه از اصول شبکه هیدرولیکی جریان برای ارزیابی نحوه توزیع دبی جریان مقاطع مختلف مبادله کن گرمایی استفاده شده است. براساس نتایج بدست آمده نحوه پیکربندی بافل ها، شامل برش بافل و فاصله بافل ها از هم تاثیرگذار در دبی جریان مقاطع مختلف بافل و نحوه توزیع جریان سمت پوسته می باشد. همچنین بیشترین دبی جریان سمت پوسته مربوط به جریان مقطع پنجره بافل می باشد.
    کلید واژگان: مبادله کن گرمایی, الگوهای جریان, جریان آشفته, شبکه هیدرولیکی جریان
    A. Asgari Tahery *, Sh. Khalilarya, S. Jafarmadar
    In this paper, shell-side stream flow distribution on the shell-side fluid flow of shell-tube heat exchanger by baffle space and baffle cut variation computationally was conducted. Flow distribution plays an important role to obtaining high performance in the effective operation of a shell-tube heat exchanger. Uniform flow distribution is critical to obtaining high performance and without tube vibration in shell-tube heat exchanger devices. Also Stream flow rate is a very useful to understand the heat transfer and pressure drop along a shell-tube heat exchanger with the flow distribution. So the shell-side designs of a shell-tube heat exchanger, in particular the baffle spacing and baffle cut dependencies of the stream flow rate are investigated. In the present article a novel technique base on the proposed method presented to measure the flow rates in different baffle sections. The proposed analysis method used hydraulic network principals for evaluation flow velocity distribution on a shell-tube heat exchanger has been developed. According to obtained results baffle space and baffle cut configuration significantly affect the flow field distribution. window-section flow stream have higher flow rate in the shell-side.
    Keywords: Heat Exchanger, Stream Flow, Turbulent Flow, Hydraulic Network Flow
  • مهران عبدالعلی پورعدل، شهرام خلیل آریا، صمد جعفر مدار
    استفاده از انرژی های نو از جمله انرژی زمین گرمایی به سرعت در جهان در حال گسترش می باشد، منطقه سبلان در ایران پتانسیل بسیار خوبی برای تولید توان از منابع انرژی زمین گرمایی را دارا می باشد. در این مقاله یک چرخه ی ترکیبی تولید توان جدید (چرخه ترکیبی تبخیر آنی با چرخه دی اکسید کربن فوق بحرانی و رانکین آلی) با توجه به دو چاه با دما و فشار متفاوت برای منابع زمین گرمایی سبلان پیشنهاد شده است. برای چرخه رانکین آلی چهار سیال عامل مناسب در نظر گرفته شده و سپس چرخه ترکیبی پیشنهادی مورد تحلیل انرژی و اگزرژی قرار می گیرد. در این مطالعه برای مبدل های چرخه ی دی اکسید کربن یک روش برای پیدا کردن محل نقطه تنگش پیشنهاد شده و در انتها چرخه پیشنهادی نسبت به فشار جداسازها، دمای اواپراتور دوم و نسبت فشار چرخه دی اکسید کربن مورد بهینهسازی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که سیال ان- بوتان مناسبترین سیال برای چرخه رانکین می باشد، که در حالت بهینه برای چرخه پیشنهادی توان خالص 19934 کیلووات، بازده انرژی %17. 05 و بازده اگزرژی %65. 38 محاسبه شده است. طبق نتایج تحلیل اگزرژی توربین فشار پایین زمین گرمایی دارای بیشترین تخریب اگزرژی می باشد. نتایج نشان می دهد که برای چرخه ی پیشنهادی در این مقاله توان خالص تولیدی %15. 29، بازده حرارتی %17. 06 و بازده اگزرژی %18. 35 نسبت به مطالعات قبلی بهبود یافته اند.
    کلید واژگان: تحلیل اگزرژی, نیروگاه زمین گرمایی سبلان, چرخه رانکین آلی, چرخه دی اکسیدکربن فوق بحرانی
    Mehran Abdolalipouradl, Shahram Khalilarya, Samad Jafarmadar
    The use of new energies, including geothermal energy, is rapidly devoloping in the world. In Iran, the Sabalan area has a great potential for generating energy from geothermal energy sources. In this paper, a new power generation combined cycle (flash combined cycle with supercritical carbon dioxide and organic Rankine cycle) is proposed with respect to two wells with different temperatures and pressures for Sabalan geothermal sources. For the organic Rankine cycle, four fluids are considered appropriately and then proposed combination cycle is investigated by energy and exergy analysis. In this study, a new method proposed for the determination of Pinch point for carbon dioxide heat exchangers. In the end the proposed cycle has been optimized relative to seprators pressure, the second evaporator temperature and the carbon dioxide cycle pressure ratio. The results show that the n-butane agent has been selected as the most suitable fluid for the Rankine cycle. For the optimal condition, the net power of the proposed cycle is 19934 kW, the cycle efficiency will be 17.05% and the exergy efficiency will be65.38 %.The results of exergy analysis show that the low pressure turbine in geothermal have the highest value of exergy destruction. The results show that net power output, energy and exergy efficiencies of the proposed cycle in this paper is 15.29 %, 17.06% and 18.35% higher than the corresponding values obtained for the previously proposed system.
    Keywords: Exergy analysis, Sabalan Geothermal Power Plant, Organic Rankine Cycle, Supercritical Carbon Dioxide Cycle
  • جواد خیراللهی، صمد جعفرمدار، شهرام خلیل آریا، سیدمصطفی آقامیرسلیم *، رسول قادری

    استفاده از گاز طبیعی در موتورهای احتراق داخلی به عنوان سوخت پاک دارای ظرفیت بالقوه ای برای کاهش آلاینده ها در مقایسه با سوختهای دیگر است. استفاده از فناوری های جدید در تهیه مخلوط و مدیریت بهینه احتراق باعث شده است که آلاینده‎های موتورهای گاز طبیعی کاهش و بازدهی آنها افزایش یابد. با مطالعه کارهای تحقیقاتی موتورهای گاز طبیعی می توان دریافت که استفاده از راهبردهای احتراق با مخلوط رقیق، نقش بیشتری درکاهش آلاینده ها و بهبود بازدهی دارد. در این مطالعه برای احتراق مخلوط رقیق از سیستم جرقه با شمع محفظه دار استفاده شده و عملکرد آن با شمع معمولی مقایسه شده است. بررسی تجربی استفاده از شمع محفظه دار نشان داد که در بسیاری از نقاط کارکردی موتور، محدوده پایدار احتراق افزایش و میزان آلاینده‎ها کاهش پیداکرده است. شمع محفظه دار با توربولانس بیشتری مخلوط را مشتعل می‎کند و دارای انرژی بیشتری برای حفظ پایداری احتراق می‎باشد. در بررسی تجربی، آزمایش های کارکردی در نسبت هوا به سوخت استوکیومتریک و رقیق و بارهای مختلف انجام شده است. برای بررسی تحلیلی از مدل دو ناحیه ای شبه ابعادی نرم افزار جی تی پاور و شبیه سازی سه بعدی از نرم افزار فایر استفاده گردیده است. در صحه گذاری مدلسازی تحلیلی و شبیه سازی سه بعدی از نتایج فشار احتراق تجربی استفاده شده است.

    کلید واژگان: سوخت جایگزین, رقیق سوز, احتراق پایدار, نسبت هوا به سوخت نسبی (?), شمع محفظه دار
    Javad Kheyrollahi, Samad Jafarmadar, Shahram Khalilarya, Mostafa Mirsalim, Rasoul Ghaderi

    Utilization of natural gas as a clean fuel in internal combustion engines, has potential to reduce pollutants compared to other fuels. New mixture preparation technologies and optimal combustion management has led to a reduction in the pollutants of natural gas engines and efficiency increase. Study of the research works on natural gas engines shows that use of lean combustion strategies has important role in reducing pollutants and improving efficiency. In this study, lean combustion of natural gas with pre-chambered spark plug is reviewed. Experimental study showed that in many engine operating conditions, the combustion stability range was increased and emissions were reduced. Pre-chambered plug ignites the mixture with more speed and turbulence and has more energy to maintain combustion stability. In the experimental study, performance tests were performed on stoichiometric and lean mixture at different loads. For numerical simulation quasi-dimensional model of Gt-power software and 3D simulation of Fire software are used. For validation of analytical and simulation modeling, results of empirical combustion pressure are used

    Keywords: Alternative fuel, lean burn, stable combustion, relative air to fuel ratio, pre-chambered spark plug
  • امید موتابی، صمد جعفرمدار *
    در مقاله حاضر با استفاده از شبیه سازی سه بعدی و تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی توسط نرم افزار فلوئنت، به بررسی تاثیر فشار ورودی بر روی عملکرد دستگاه ورتکس تیوب پرداخته شده است. نوآوری کار حاضر توجه ویژه به بحث عدد ماخ درون محفظه چرخش و نحوه تغییرات آن بر اثر تغییر فشار ورودی می باشد که تا کنون در مقالات و پژوهش های دیگر بررسی نشده است. جریان داخل دستگاه به صورت تراکم پذیر و توربولانس در نظر گرفته می شود. به منظور درک و بررسی تاثیر فشار ورودی، فشارهای ورودی مختلف به دستگاه وارد شده و نتایج استخراج و تحلیل می شوند. جهت حل میدان جریان از مدل توربولانس k-ε استفاده شده است. هندسه مدل ثابت در نظر گرفته شده است. هدف اصلی دست یابی به مینیمم دمای خروجی سرد و ماکزیمم سرعت چرخشی در ورتکس تیوب می باشد. مقاله حاضر بر این باور است که هر ورتکس تیوبی، یک فشار کاری بهینه دارد که هم از لحاظ میزان سرمایش تولیدی و هم از لحاظ اقتصادی توجیه پذیر می باشد این فشار کار در مقاله حاضر برابر 4.8 بار بدست آمد. نتایج نرم افزاری حاضر نشان می دهد که برای مقاصد سرمایشی استفاده از نسبت های جرمی سرد حدود 0.3 باعث جدایش بالاتری در خروجی سرد خواهد شد و برای مقاصد گرمایشی توصیه می گردد از نسبت جرمی سرد حدود 0.8 استفاده گردد.
    کلید واژگان: ورتکس تیوب, فشار ورودی, جدایش انرژی, عدد ماخ
    S. Jafarmadar *, O. Moutabi
    Vortex tube or Ranque–Hilsch vortex tube is a mechanical device with a simple geometry and without any intricacy in its components, which can produce two colder and hotter streams from compressible inlet air. In this investigation, computational fluid dynamics (CFD) technique is used to study of key design parameter influence, i.e. inlet pressure on the performance of vortex tubes and energy separation phenomenon. The novelty of the present paper is the special focus on the Mach number inside vortex chamber and its changes due to the inlet pressure effect which has not been investigated in other papers yet. The governing equations have been solved by FLUENT code in 3D compressible and turbulent model using standard k-ε turbulence model. In this study on the basis of obtained results by the CFD study, different inlet pressures of vortex tube are studied. Finally in order to attain the more temperature separation in the vortex tube system, some suggestions and results is presented. This article believes that every vortex tube has an optimum pressure which is commercially optimized in heating and cooling processes. This optimum pressure was found to be 4.8 bar in the present research. The present obtained software results indicate that for cooling purpose, the cold mass fraction of about 0.3 will be recommended for higher cold temperature difference and for heating purposes in throughput of the cold mass ratio of about 0.8 is used. The obtained CFD results are validated by available experimental results. Also the inlet pressure increment reveals the increase of entropy generation and irregularity in the system.
    Keywords: Vortex Tube, Inlet Pressure, Energy Pressure, Mach Number
  • مهدی طالعی*، صمد جعفرمدار، شهرام خلیل آریا، مهدی منصوری

    در کار حاضر از یک مدل دینامیک سیالات محاسباتی \پانویس{c o m p u t a t i o n a l f l u i d d y n a m i c (C F D)} به منظور تجزیه و تحلیل عملکرد موتور اشتعال تراکمی سوخت همگن)H C C I(\پانویس{h o m o g e n e o u s c h a r g e c o m p r e s s i o n i g n i t i o n (H C C I)} استفاده شده است.
    در راستای اعتباربخشی این مدل، از نتایج تجربی حاصل از موتور نمونه ی D u t e z با سوخت متان و تزریق سوخت ثانویه ی دیزل به داخل سیلندر در $270^0{\r m{C A D}}$ استفاده شده است. بررسی ها نشان می دهد که تطبیق قابل قبولی بین مدل و نتایج تجربی وجود دارد. نتایج تحقیقات حاکی از آن است که با افزایش میزان گازهای برگشتی به داخل سیلندر، فشار و متوسط دمای داخل سیلندر کاهش می یابد. با افزایش E G R \پانویس{e x h a u s t g a s r e c i r c u l a t i o n (E G R)} نیز میزان تولید ${\r m{N O_x}}$ کاهش می یابد. همچنین با افزایش درصد E G R میزان دوده ی تولیدشده افزایش می یابد که این عملکرد ناشی از تولید احتراق ناقص است. افزایش E G R موجب کاهش میزان تولید C O$_2$ شده و در همین راستا با افزایش درصد E G R میزان C O افزایش می یابد. در ادامه تغییرات دما، ${\r m{N O_x}}$ تولیدی، و اکسیژن شرکت کننده در واکنش های داخل سیلندر نیز مورد بررسی قرار می گیرد.

    کلید واژگان: اشتعال تراکمی سوخت همگن, e g r, فشار سیلندر, تاخیر در اشتعال
    M. TALEI *, S. JAFARMADAR, SH. KHALILARYA, M. MANSURY

    Environmental pollution and energy constraints have made engineers research a new method of ignition in the internal combustion engines. Also, the automotive industries are searching to replace SI and CI engines due to the strict regulations of international organizations actives in the eld of environment. (HCCI) is a suitable method for combustion in SI and CI engines. The HCCI engine uses a premixed air/fuel mixture that is pressed with high compression ratio. In the research, a CFD model has been used for the analysis of HCCI engine. In order to validate the model, we used the experimental results obtained from Dutez engines with Methane fuel and a secondary fuel injection diesel in 270oCAD position. Investigation showed that concordance between the model and experimental results is acceptable. Maximum cylinder pressure decreases with the increase of EGR. With an increase in EGR percentage, the rate of carbon black increases which it results from the incomplete combustion. Therefore, performance of EGR is acceptable within a certain range. Also, an increase of EGR reduces cylinder temperatures. Incomplete combustion causes a part of the air/fuel mixtures to leave the cylinder without participating in the combustion process. As a result, those parts of the air/fuel mixtures leave the cylinder without producing thermal energy. Increase of EGR rate reduces the amount of heat release due to incomplete combustion, but heat release increases even despite non-combustion. This performance is due to the increase of temperature which, in turn, causes the increase of cylinder density. As a result, heat release is produced even despite non-combustion. It is noteworthy that maximum heat releases occur under non-EGR condition. Change in the heat release rate regarding di erent EGR rates shows that the combustion occurs in di erent positions. The increase of EGR greatly reduces NOX emissions. So, EGR system can provide adequate e ect on reducing NOX emissions.

    Keywords: Homogeneous charge compression ignitionengine, egr, cylinder pressure, ignition delay
نمایش عناوین بیشتر...
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال