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:

مرتضی خیاط

  • فاطمه مرادی، مرتضی خیاط*، محمدحسن نوبختی

    هدف از انجام پژوهش حاضر، بررسی تجربی مشخصه های انتقال حرارت نانوسیالات پایهروغن درون میکروکانال های موجی با چینش سری و موازی می باشد. آزمایش ها بر روی سیال پایه روغن حاوی نانوذرات فلزی و غیرفلزی TiO2و SiO2 در غلطت های حجمی 0.05 و 0.1 درصد در سه دبی مختلف 0.5 ، 1 و 1.5 لیتر بر دقیقه و چهار دمای ورودی 40، 45، 50، 55 درجه سانتی گراد انجام گرفت. نتایج نشان دهنده افزایش عدد ناسلت سیال پایه تا 41.8 درصد در چینش سری و کاهش دمای سطح در چینش سری نسبت به موازی می باشد. همچنین نانوسیالات TiO2 و SiO2 با غلظت حجمی 0.1 درصد به ترتیب بیشترین میزان افزایش انتقال حرارت را تا 56 و 52.7 درصد در چینش موازی و 45.8 و 42 درصد در چینش سری نسبت به سیال پایه داشته اند. در نهایت، افت فشار مقطع تست در چینش سری 82.1 درصد بیشتر از چینش موازی ثبت گردید.

    کلید واژگان: افت فشار, انتقال حرارت جابه جایی, جریان آرام, عدد ناسلت, میکروکانال, نانوسیال پایه روغن
    F. Moradi, M. Khayat *, M.H. Nobakhti

    The development of microchannel manufacturing technology has led to a growing interest in using them as heat exchangers. Microchannels are used to control the temperature of equipment and components that generate a high amount of heat flux. Heat transfer can be further increased by dispersing particles (nano-sized particles) with a low volume fraction into the base fluid (nanofluid). A nanofluid can change the thermophysical properties of a base fluid and improve its thermal performance. The purpose of this study was to examine the heat transfer characteristics of oil-based nanofluid within wavy microchannels in series and parallel arrangements of microchannels. In order to examine the performance of each microchannel separately and to make it easier to draw their diagrams, they are named 1 and 2. Experiments were performed on TiO2 and SiO2 oil-based nanofluids in volume fractions of 0.05 and 0.1, flow rates of 0.5, 1.0, and 1.5 lit/min, and inlet temperatures of 40°C, 45°C, 50°C, 55°C. The results show an increase in the Nusselt number of the base fluid up to 41.8% in the series arrangement and also a decrease in the surface temperature in the series arrangement compared to the parallel arrangement. Also, TiO2 and SiO2 nanofluids with a volume fraction of 0.1 caused the highest increase in heat transfer, up to 56% and 52.7% in parallel arrangement and up to 45.8% and 42% in series arrangement compared to the base fluid, respectively. The pressure drop of the test section in series arrangement was up to 82.1% higher than parallel.

    Keywords: Microchannel, Oil-Based Nanofluid, Convective Heat Transfer, Nusselt Number, Laminar Flow, Pressure Drop
  • سامان شیخ مقدس، شهرام اعتمادی حقیقی*، مرتضی خیاط

    با توجه به اهمیت خطوط لوله به عنوان شاهرگ های حیاتی تامین سوخت و انرژی در جهان، حفظ و پایداری و تداوم انتقال و تامین خوراک پالایشگاه ها و تامین سوخت صنایع مختلف بسیار مهم و ضروری می باشد. تحقیق حاضر به منظور تحلیل عملکرد پیگ و بررسی فاکتور های موثر بر عملیات پیگ رانی در خطوط لوله انتقال مواد نفتی صورت گرفته است. در این تحقیق با انجام آزمایشات در شرایط واقعی و عملیاتی، نتایج حاصل از پیگ رانی درخطوط لوله انتقال فرآورده در قطرها و طول های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است، به طوری که تاثیر رسوب گرفتگی دیواره داخلی خط لوله بر میزان دبی جریان، قدرت مورد نیاز پمپ در تلمبه خانه و افت فشار در فرآورده های مختلف با شرایط فیزیکی متفاوت و همچنین محاسبه و بررسی سرعت پیگ رانی در هر عملیات و تاثیر وزن پیگ بر سرعت پیگ رانی  و قدرت مورد نیاز در تلمبه خانه ها ارایه گردیده است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهند انجام عملیات پیگ رانی در یک خط لوله 14 اینچی انتقال نفت به طول 109 کیلومتر با دبی 360 مترمکعب بر ساعت معادل 54330 بشکه در شبانه روز که دارای 4/0 سانتی متر رسوب گرفتگی است، سبب جلوگیری از کاهش دبی جریان به میزان 23 مترمکعب بر ساعت معادل 3460 بشکه در شبانه روز، افزایش قدرت مورد نیاز پمپ در تلمبه خانه به میزان 79/35 کیلووات و افزایش افت فشار تا 9/8 درصد، خواهد شد. همچنین با بررسی تاثیر شیب خط لوله بر فشار پشت پیگ با علم به عدم تغییر قدرت پمپ در تلمبه خانه و سرعت یکسان پیگ در طول مسیر، مشخص می گردد افزایش ارتفاع خط لوله باعت تبدیل هد فشار استاتیکی به هد ارتفاع شده و در صورت ورود پیگ به مناطق دارای سراشیبی، سبب تبدیل هد ارتفاع به فشار پشت پیگ خواهد شد.

    کلید واژگان: پیگ, افت فشار, خطوط لوله, دبی جریان, رسوب گرفتگی
    Saman Sheikh Moghaddas, Shahram Etemadi Haghighi*, Morteza Khayat

    Due to the importance of pipelines as vital arteries for fuel and energy supply in the world, maintenance, stability, continuity of transmission, supply of refinery feeds and fuel supply to various industries is very important and necessary. The present study was conducted to analyze the performance of pigs and to investigate the effect of factors affecting pigging operation in oil pipelines. In this research, by performing experiments in real and operational conditions, the results of pigging operation in product pipelines in different diameters and lengths have been investigated, so that the effect of fouling of the inner wall of the pipeline on the flow rate, pump required power in pump house and pressure drop in different products with different physical conditions as well as calculation and evaluation of pigging speed in each operation and the effect of pig weight on pigging speed and power required in pump houses are presented. The results of this study show that pigging in a 14-inch oil pipeline with a length of 109 km and a flow rate of 360 cubic meters per hour, equivalent to 54,330 barrels per day, which has 0.4 cm of fouling, prevents a reduction in volumetric flow rate of 23 cubic meters per hour, equivalent to 3460 barrels per day, increases the required power of the pump in the pump house by 35.79 kW and increases the pressure drop by 8.9%. Also, by examining the effect of pipeline slope on the pressure behind the pig, knowing that the pump power in the pump house does not change and the pig speed is the same along the route, it is determined that increasing the height of the pipeline causes the static pressure head converted to a height head, and if the pig enters downhill areas, it will cause the height head converted to pressure behind the pig.

    Keywords: Pig, Pressure drop, Pipelines, Volumetric flow rate, Fouling
  • آزاده میهن دوست، مسعود زارع*، محمد بهشاد شفیعی، مرتضی خیاط
    در این پژوهش آزمایشگاهی، عملکرد یک لوله ی گرمایی نوسانی تک لوپ با ساختاری بسته در حضور سیال پایه (آب مقطر) و سیال حاوی میکروذرات مس مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور ارزیابی تاثیر پارامترهای مختلف بر کارایی لوله، مشخصه هایی نظیر توان گرمایی اعمالی بر تبخیرکن، نسبت پرشدگی و غلظت میکروذرات مس مطالعه شدند. یافته ها نشان می دهند که رژیم جریان درون لوله برای توان های گرمایی پایین به صورت اسلاگ پلاگ بوده و در توان های گرمایی بالا به سمت جریان حلقوی پیش رفته است. لازم به ذکر است که مقاومت گرمایی لوله با افزایش توان گرمایی و غلظت میکروذرات مس کاهش یافته و حداقل مقدار آن در توان گرمایی 60 وات و نسبت پرشدگی 60% برابر با 0/61°C/W شده است. در نهایت با توجه به میزان خطاهای موجود برای هر پارامتر و به کمک رابطه ی هلمن، حداکثر مقدار عدم قطعیت برای آزمایش ها حدود 8% محاسبه شد.
    کلید واژگان: لوله ی گرمایی نوسانی بسته, نسبت پرشدگی, توان گرمایی, میکروذرات مس, آنالیز عدم قطعیت
    Azadeh Mihandoust, Masoud Zareh *, Mohammad Behshad Shafii, Morteza Khayat
    In this experimental research, the performance of the close single turn pulsating heat pipe (CPHP) with distilled water as base fluid and distilled water including microparticles (micro-coppers) have been investigated. To evaluate the effect of different parameters on the CPHP performance, several characters like input powers, filling ratio and concentrations of micro-coppers were studied. Findings from experiments indicate that the multiphase flow regime inside the pipe was slug-plug in low powers but it approached to an annular flow in higher value of heat inputs. Furthermore, it is required to mention that the thermal resistance of the device with micro-coppers has decreased with enhancing in the concentration of micro-coppers and input powers and it has the minimum value (0.61degC/W) at filling ratio of 60%, at input power of 60W. Finally, according to any errors of each parameters and by using Holman methods, the maximum uncertainty of experiments was calculated about 8%.
    Keywords: Close Pulsating Heat Pipe, Filling Ratio, Heat Input, Micro-Coppers, Uncertainty analysis
  • مریم فلاح عباسی، حسین شکوهمند*، مرتضی خیاط

    در تحقیق حاضر، انتقال حرارت در میکرو لوله حرارتی به دو روش حل تجربی و حل عددی بررسی شده است. میکرو لوله حرارتی با مقطع مثلثی شکل با شرایط و محدودیتهای صنعتی در ابعاد بسیار کوچک طراحی و ساخته شده است. با توجه به اندازه بسیار کوچک لوله مسی اولیه، فرآیند ساخت مستلزم دقت و تکنولوزی پیشرفته است.  ابتدا نمونه های ریز لوله مسی موجود در بازار تهیه و طی فرآیند گرما و کشش همزمان به ضخامت و قطر مورد نظر رسانده شده است. در نهایت با استفاده از گوه های تهیه شده سطع مقطع مناسب بدست آمده است. بار حرارتی معادل 1 وات تا 5 وات در قسمت اواپراتور اعمال شده و برای اندازه-گیری مقاومت حرارتی از  5 عدد ترموکوپل نصب شده بر روی بدنه استفاده شده است. به منظور بررسی تاثیر لایه الکتریکی دوگانه بر انتقال حرارت از آب معمولی و آب یونیزه و همچنین محلول با درصد ترکیب مختلف آب و الکل استفاده شده است. نتایج بدست آمده، تاثیرات قابل ملاحظه لایه دوگانه الکتریکی بر کارکرد میکرو لوله حرارتی در اندازه های نمونه های تست شده را نشان می دهد. این اثرات در ترکیبات مختلف محلول آب و الکل به روش عددی و تجربی مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.

    کلید واژگان: انتقال گرما, میکرولوله گرمایی, لایه دوگانه الکتریکی, میدان مغناطیسی
    Maryam Fallah Abbasi, Hossein Shokoohmand*, Morteza Khayat

    Due to the reduced dimensions of electronic equipment and the need for thermal management of these equipments, In order to increase efficiency and longevity of component, heat sinks with micro aspects are very important. In this study, heat transfer of micro heat pipe has been studied experimentally. For this purpose, firstly the micro heat pipe that is suitable for industrial conditions and restrictions for the production of very small size triangular section was designed and built. According to the very small size of the primary copper tube, the manufacturing process requires precision and advanced technology. In such a way, at first the samples of fine copper tube available in the market was provided and during the process of heat and tension was brought, at the same time, to the desired thickness and diameter and then by using provided wedge the appropriate cross section is achieved. To apply thermal load, a set of various thermal flux was applied to the evaporator and temperature distribution achieved via five thermocouples which were installed on the body in accordance with the set-up and heat resistance was measured. Water and different solution mixture of water and ethanol were used to investigate effect of the electric double layer heat transfer. It was noticed that the electric double layer of ionized fluid has caused reduction of heat transfer.

    Keywords: Heat transfer, Micro heat pipe, Electrical double layer, Magnetic field
  • علیرضا خلیلی، محمدحسن نوبختی، مرتضی خیاط*

    با توجه به نیاز صنایع به بهبود روش های انتقال حرارت، ناحیه جوشش هستهای مورد توجه ویژه محققان قرار دارد چراکه جوشش سیالات امکان دستیابی به شارهای حرارتی بالاتری را نسبت به فرآیندهایی که تنها مبتنی بر انتقال حرارت جابه جایی غیر جوششی هستند در دسترس قرار می دهد. در این بین، تغییر سیال عامل در سیستم های انتقال حرارت جوششی از سیال خالص به نانوسیال موجب بهبود مشخصه های انتقال حرارت شده و در نتیجه امکان انتقال شار حرارتی بالاتر در دماهای پایین تر را میسر می نماید. در نقطه شار حرارتی بحرانی که شار حرارتی ماکزیمم است، بحث امنیت سطح جوشش و محافظت از آن در برابر ازدیاد بیش از حد دما مهم میباشد. هدف از این تحقیق شبیه سازی عددی جوشش استخری نانوسیال هیبریدی پایه آب شامل 30% نانولوله کربنی چندجداره و 70 % اکسید تیتانیوم با غلظت حجمی 5/0%، روی سطح دایروی مسی و بررسی مشخصه های انتقال حرارتی و به طور ویژه نقطه شار حرارتی بحرانی می باشد. ابتدا فرآیند جوشش آب د یونیزه خالص توسط نرم افزار انسیس فلوینت شبیه سازی گشته و نتایج با داده های تجربی مقایسه شدهاند. با توجه به تطابق قابل قبول نتایج، نانوسیال هیبریدی مذکور به عنوان سیال عامل تحت جوشش، با تغییر چگالی سایت های هسته زایی به صورت عددی شبیه سازی گردیده و مشخصات انتقال حرارت و شار حرارتی آن به دست آمده اند. مطابق نتایج، شار حرارتی بحرانی برای آب د یونیزه خالص در دمای C° 4/24 اتفاق افتاده و میزان آن در حدود 1/1 مگاوات بر متر مربع بوده در حالی که شار حرارتی بحرانی برای نانوسیال هیبریدی در دمای حدودی C° 13 بوده و مقدار آن در حدود 1مگاوات بر متر مربع میباشد.

    کلید واژگان: جوشش استخری, شار حرارتی بحرانی, نانوسیال هیبریدی, سایت هسته زایی
    Alireza Khalili, MohammadHassan Nobakhti, Morteza Khayat *

    Due to the growing need of industries to improve heat transfer methods, the nucleate boiling region is of special interest to researchers because fluid boiling makes it possible to achieve higher heat fluxes than processes that are based only on non-boiling convection heat transfer. In addition, the change of working fluid in boiling heat transfer systems from pure fluid to nanofluid improves the heat transfer characteristics and thus allows the transfer of higher heat flux at lower temperatures. At the critical heat flux point, where the heat flux is maximum, it is important to secure the boiling surface and protect it from overheating. The purpose of this study is to numerically simulate the pool boiling of a water-based hybrid nanofluid containing 30% multi-walled carbon nanotubes and 70% titanium oxide with a volumetric concentration of 0.5% on a polished copper circular surface and to investigate the heat transfer characteristics, especially the critical heat flux point. For this purpose, the boiling process of pure deionized water was first simulated by ANSYS-Fluent software and the results were compared with experimental data. According to the observed acceptable agreement, the mentioned water-based hybrid nanofluid, as boiling working fluid is numerically simulated by changing the density of nucleation sites and its heat transfer and heat flux characteristics are obtained. The results show that the critical heat flux for pure deionized water was occurred at 24.4 °C and is about 1.1 MW per square meter, while the critical heat flux for the hybrid nanofluid was occurred at 13 °C and is about 1 MW per square meter.

    Keywords: Pool Boiling, Critical Heat Flux, Hybrid nanofluid, Nucleation site
  • محمدعلی فرج الهی*، محمدحسن نوبختی، مرتضی خیاط

    عامل اساسی خرابی و کاهش چشمگیرعملکرد باتری بالا رفتن دمای آن است، در نتیجه سیستم های کنترل حرارتی باتری (BTMS) برای نظارت و بهینه سازی وضعیت حرارتی باتری ها ساخته شده اند. در این مقاله، دو چینش سری و موازی برای قرارگیری بسته باتری ها در خودرو های الکتریکی، با تعداد یکسان 17280 عدد از سلول باتری های 18650 پیشنهاد شده و برای انتخاب بهترین حالت قرارگیری بسته باتری ها، با یکدیگر مقایسه می شوند. با کمک برنامه کامسول به مقایسه تغییر دمای سطح بسته باتری ها در رژیم جریان آرام سیال و تغییرات شار حرارتی در 700 ثانیه نخست تخلیه سلول باتری ها از حالت شارژ کامل و انتخاب بهترین طراحی قرارگیری بسته باتری ها پرداخته می شود. حداکثر دمای سطح بسته باتری ها از دمای اولیه 27 درجه در چینش سری و موازی به ترتیب اندازه گیری می شود. حداکثر اختلاف دما در چینش سری بسته باتری ها اختلافی 10 درصدی با چینش موازی دارد، همچنین با مقایسه شار حرارتی کل، عملکرد بهتر چینش موازی در مقایسه با چینش سری باتری ها، این نوع طراحی را به اولویتی کاربردی و مقرون بصرفه تر نسبت به دیگر طرح پیشنهادی قرار می دهد.

    کلید واژگان: سیستم مدیریت حرارتی باتری, باتری لیتیوم, یون, سلول های باتری, انتفال حرارت, شبیه سازی عددی
    MohammadAli Farajollahi *, MohammadHassan Nobakhti, Morteza Khayat

    The main cause of failure and significant reduction in battery performance is a rise in temperature, so battery thermal control systems (BTMS) are built to monitor and optimize the thermal status of batteries. In this paper, two series and parallel arrangements for placing battery packs in electric vehicles with the same number of 17,280, 18650 battery cells are proposed and compared to select the best position for placing the battery packs. With the help of the Comsol program, the temperature change of the battery pack in the laminar fluid flow regime and the heat flux changes in the first 700 seconds of discharging the battery cells from the full charge mode and selecting the best design of the battery pack placement are compared. The maximum closed surface temperature of batteries is measured from the initial temperature of 27 degrees in series and parallel arrangement, respectively. The maximum temperature difference in the series of batteries is 10% different from the parallel arrangement. Also, by comparing the total heat flux, the better performance of the parallel arrangement compared to the arrangement of the battery series, makes this type of design a practical and more cost-effective priority than other designs.

    Keywords: Lithium-ion battery, battery thermal management system, battery cell, heat transfer
  • سید هادی گل کار، مرتضی خیاط*، مسعود زارع

    در مطالعه ی حاضر، انتقال حرارت جوشش هسته ای و فیلمی نانوسیالات آلومینا-آب دیونیزه و سیلیکا-آب دیونیزه در حضور سطح میکروکانال به صورت تجربی بررسی شده است. برای این منظور، هر دو نوع نانوسیال با غلظت های حجمی 0/1%، 0/3% و 0/5% با استفاده از روش دو مرحله ای تهیه شده اند. آزمایشات جوشش آب دیونیزه ی خالص روی سطوح ساده و میکروکانال مسی و آزمایشات جوشش نانوسیالات فقط روی سطح میکروکانال مسی انجام شده است. نتایج نشان داد که ترکیب حضور نانوسیال و میکروکانال در فرایند جوشش، شار حرارتی بحرانی و شار حرارتی مینیمم را به مقدار قابل توجهی افزایش داده است. در جوشش نانوسیالات روی سطح میکروکانال، غلظت 0/5% بهترین عملکرد را داشته است، به طوری که بیشترین مقدار شار حرارتی بحرانی و شار حرارتی مینیمم برای نانوسیال آلومینا-آب دیونیزه 93/02% و 105/32% و برای نانوسیال سیلیکا-آب دیونیزه 90/82% و 97/15% نسبت به جوشش آب دیونیزه ی خالص روی سطح ساده افزایش داشته است. علاوه بر این، مشاهده شد که با نشست نانوذرات روی سطح میکروکانال، میزان ترشوندگی سطح افزایش یافته و ضریب انتقال حرارت جوشش هسته ای نانوسیالات نسبت به آب دیونیزه ی خالص کاهش یافته است. اما در جوشش فیلمی، اثرات بهبود خواص حرارتی نانوسیالات بر اثرات مخرب نشست نانوذرات روی سطح غلبه کرده است.

    کلید واژگان: جوشش هسته ای, جوشش فیلمی, شار حرارتی, میکروکانال, نانوسیالات
    Hadi Golkar, Morteza Khayat*, Masoud Zarea

    In the present study, the nucleate and film boiling heat transfer of alumina-deionized water and silica-deionized water nanofluids in the presence of microchannel surface has been investigated experimentally. For this purpose, both types of nanofluids with volumetric concentrations of 0.1%, 0.3% and 0.5% were prepared using two-step method. Pure deionized water boiling experiments on polished and microchannel copper surfaces and nanofluid boiling experiments on microchannel copper surface were performed. The results showed that the combination of the presence of nanofluid and microchannel in the boiling process significantly increased the critical heat flux and the minimum heat flux. In the boiling of nanofluids on microchannel surface, the volumetric concentration of 0.5% had the best performance, so that the maximum values of critical heat flux and minimum heat flux for alumina-deionized water nanofluid increased by 93.02% and 105.32%, and for silica-deionized water nanofluid increased by 90.82% and 97.15%, respectively, compared to pure deionized water boiling on the polished surface. In addition, it was observed that with the deposition of nanoparticles on the microchannel surface, the surface wettability increased and the nucleate boiling heat transfer coefficient of nanofluids decreased compared to pure deionized water. But in film boiling, the effects of improving the thermal properties of nanofluids have overcome the destructive effects of nanoparticles deposition on the surface.

    Keywords: Nucleate boiling, Film boiling, Heat flux, Microchannel, Nanofluids
  • مرتضی خیاط*
    وسایل نقلیه زمینی در دسته بندی اجسام بلوکه کننده جریان قرار می گیرند. هنگامی که یک وسیله نقلیه رو به جلو حرکت می کند حرکت هوا در اطراف آن گرادیان فشار تولید می کند که در طول بدنه متغیر است. این مسیله می تواند منجر به جدایش و پیدایش ناحیه برخاستگی آشفته در قسمت عقب خودرو گردد. مطالعه حاضر اثرات آیرودینامیکی تولیدکننده های ورتکس و تغییر چیدمان آن ها را در حالت های مختلف 6 و 15 عددی هرکدام با آرایش های خطی، مستطیلی و مثلثی بر روی قسمت پشتی یک مدل خودرو به صورت عددی بررسی می کند. برای تحلیل تغییرات ضرایب پسا و برآی حاصل از آرایش های مختلف تولیدکننده های ورتکس از روش معادلات متوسط گیری شده رینولدز و مدل های مغشوش استفاده شده است. نتایج نشان می دهند بهترین حالت برای کاهش نیروی پسا مربوط به حالت 6 تولیدکننده ورتکس با آرایش خطی و مثلثی است که ضریب پسای آیرودینامیکی را نسبت به مدل خودرو بدون تولیدکننده ورتکس به میزان 2% کاهش می دهد. بهترین حالت برای بهبود نیروی پایین بر به منظور افزایش پایداری خودرو نیز مربوط به چیدمان 15 تولیدکننده ورتکس با آرایش مستطیلی می باشد که ضریب برآی آیرودینامیکی را در مقایسه با مدل خودرو بدون تولیدکننده ورتکس به میزان23/1% کاهش می دهد. همچنین با افزایش تعداد تولیدکننده های ورتکس از 6 به 15 عدد، ضرایب پسا به صورت کلی افزایش می یابند.
    کلید واژگان: لایه مرزی, جدایش, ضریب پسا, ضریب برآ, تولیدکننده ورتکس
    Morteza Khayat *
    Land vehicles are among the blunt body objects. When a vehicle moves forward, the movement of air around it produces a pressure gradient that varies along the body. This can lead to separation and appearance of a turbulent wake region in the rear of the vehicle. The present study numerically investigates the aerodynamic effects of vortex generators and their arrangement in different positions of 6 and 15 numbers, each with linear, rectangular and triangular arrangements on the back of a car model. Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) equations and turbulent models have been used to analyze the changes in drag and lift coefficients obtained from different arrangements of the vortex generators. The results show that the best case for reducing the drag force is related to 6 numbers of vortex generators with linear and triangular arrangement, which reduces the drag coefficient by 2% compared to the car model without vortex generators. In addition, the best case to improve the downforce; in order to increase the stability of the car, is the arrangement of 15 vortex generators with a rectangular alignment, which reduces the lift coefficient by 23.1% compared to the car model without the vortex generator. Also, with increasing the number of vortex generators from 6 to 15, the drag coefficients generally increase.
    Keywords: Boundary layer, separation, Drag coefficient, Lift coefficient, Vortex genarator
  • مهسا بقایی فر، مرتضی خیاط*، محمدحسن نوبختی

    شبیه سازی عددی گازدهی زیست توده در بستر شناوری با استفاده از یک رویکرد ترکیبی انجام شده است، به نحوی که معادلات حاکم بر فاز گاز در چارچوب اویلری حل گردیده و ذرات جامد بر اساس روش ذرات درون سلولی چند فازی به روش ترکیبی اویلری-لاگرانژی با رویکرد بسته تصادفی مدل سازی شده اند و تاثیر عوامل عملیاتی مانند سرعت ورودی گاز به بستر، نسبت دانسیته ذرات داخل بستر و اندازه ذرات داخل بستر، بر کیفیت اختلاط، مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج نشان می دهند که کیفیت اختلاط با افزایش سرعت ورودی به میزان هشت برابر کمترین سرعت شناوری، به عدد 97/0 و برای سرعت چهار برابر کمترین سرعت شناوری، به عدد 85/0 می رسد. با افزایش نسبت دانسیته ذرات زیست توده به ذرات ثابت بستر از 2/0 به 65/0، کیفیت اختلاط از عدد 86/0 به عدد 96/0 افزایش می یابد. همچنین با کاهش اندازه قطر ذرات زیست توده و ذرات بستر به ترتیب از 11 میلی متر به 8 میلی متر و 9/0 میلی متر به 6/0 میلی متر، کیفیت اختلاط از عدد 8/0 به عدد 95/0 افزایش می یابد.

    کلید واژگان: اختلاط, زیست توده, بستر شناوری حبابی, ذرات گروه گلدارت D
    Mahsa Baghaeifar, Morteza Khayat *, MohammadHassan Nobakhti

    Numerical simulation of biomass gasification in a fluidized bed has been performed using a hybrid approach, in which the governing equations of the gas phase are solved in Eulerian framework and solid particles are modeled based on Multi Phase Particle-In-Cell (MP-PIC) using mixed Eulerian-Langerian method with closed-loop stochastic approach and the effect of operating factors such as gas velocity inlet to fluidized bed, particle density ratio and and particle size in fluidized bed on mixing quality have been investigated. The results show that the mixing quality reaches 0.97 by increasing the inlet velocity to eight times faster than the minimum fluidization velocity and 0.85 for the four times faster than the minimum fluidization velocity. Also by increasing the density ratio of biomass particles to fixed bed particles from 0.2 to 0.65, the mixing quality increases from 0.86 to 0.96. Furthermore, by reducing the diameter of biomass particles and fixed bed particles from 11 mm to 8 mm and 0.9 mm to 0.6 mm, respectively, the mixing quality increases from 0.8 to 0.95.

    Keywords: Mixing, biomass, fluidized bed, Geldart group D particles
  • آرمین دلالی، مرتضی خیاط*، مسعود زارع
    در این مطالعه اثر سطح میکروساختار شده برنجی و اثرات رسوب نانوسیالات در فرایند جوشش استخری بر مشخصه های انتقال حرارت بررسی شده است؛ سیالات پایه شامل: آب دیونیزه ی خالص، 70٪ آب 30٪ اتیلن گلیکول، 50٪ آب 50٪ اتیلن گلیکول، 30٪آب 70٪ اتیلن گلیکول که با ذرات نانولوله های کربنی چندجداره ی پایه ی OH در دو درصد حجمی 0٫025٪ و 0٫1٪
    ترکیب شده اند. شار حرارتی بحرانی و ضریب انتقال حرارت در جوشش سیالات پایه روی سطح میکروساختار شده نسبت به سطح صیقلی افزایش قابل ملاحظه یی یافت. در آزمایشات جوشش روی سطح میکروساختار شده در حضور نانوسیالات با افزایش غلظت نانوسیال، شار حرارتی بحرانی و ضریب انتقال حرارت افزایش یافته است. همچنین در سطح میکروساختار شده رسوب یافته توسط نانو ذرات، این دو پارامتر به ترتیب نسبت به سطح میکروساختار شده ی بدون رسوب افزایش و کاهش یافته است. در کلیه ی آزمایشات جوشش استخری سیالات پایه هیبریدی، با افزایش غلظت اتیلن گلیکول، شار حرارتی بحرانی و ضریب انتقال حرارت کاهش یافته است.
    کلید واژگان: جوشش استخری, شار حرارتی بحرانی, میکروساختار, نانوسیالات پایه هیبریدی, رسوب نانوذرات
  • ارمیا ضرغام، محمدحسن نوبختی*، مرتضی خیاط

    جریان های چند فازی نظیر جوشش استخری، مسایلی چند فیزیکی - چند مقیاسی پیچیده ای هستند و نیازمند انبوهی از تکنیک های عددی برای فیزیک های مختلف حل اند که برای مجموعه خاصی از پارامترهای جریان و رژیم های مختلف با هم ترکیب شده اند. به همین دلیل هنوز یک راه حل عددی کاملا تثبیت شده برای انجام شبیه سازی های پیش بینی کننده و به خوبی معتبر شده به طور شفاف تعریف نشده است. هدف اصلی از انجام این پژوهش، جمع بندی روش ها و اصول اساسی شبیه سازی عددی جوشش استخری و تبیین کلیه مراحل اجراء و پیاده سازی آن در نرم افزار انسیس فلوینت به گونه ای صریح و شفاف است. در این پژوهش، جزییات مدل های عددی و نتایج بدست آمده برای ناحیه جوشش هسته ای جهت تحلیل دینامیک تک حباب و محاسبه شار حرارتی بحرانی ارایه شده است و تاثیر پارامترهایی مانند سوپرهیت دیواره، زیرسردی مایع، زاویه تماس و مشخصه های ساختاری سطح بر ضریب انتقال حرارت و شار حرارتی را نیز شامل می شود. نتایج این پژوهش نشان می دهد که شبیه سازی های عددی تطابق نسبتا خوبی با داده های آزمایشگاهی و تجربی دارد.

    کلید واژگان: شبیه سازی عددی, انتقال حرارت جوشش استخری, دینامیک حباب, سطوح اصلاح شده, مدل حجم سیال
    Ermia Zargham, Mohammad Hassan Nobakhti *, Morteza Khayat

    Multiphase flows, such as pool boiling, are complex multi-physical -multi-scale problems that require a multitude of numerical techniques to solve different physics combined for a specific set of flow parameters and different regimes. For this reason, a well-established numerical solution for well-validated predictive simulations has not yet been clearly defined. The main purpose of this study is to summarize the methods and basic principles of numerical simulation of pool boiling and explain all the steps of its implementation in ANSYS Fluent software in a clear and transparent manner. In this research, the details of numerical models and the results obtained for the nucleate boiling regime are presented to analyze the single bubble dynamics and calculate the critical heat flux. Heat flux is also included. The results of this study show that numerical simulations have a relatively good agreement with laboratory and experimental data.

    Keywords: numerical simulation, Pool Boiling Heat Transfer, Bubble Dynamics, Modified Surfaces, Volume of Fluid ( VOF ) Model
  • سید محمود کیا، محمدحسن نوبختی*، مرتضی خیاط

    امروزه با توجه به اهمیت مبحث انرژی، محدودیت های منابع طبیعی و گرمایش زمین، کارایی سیستم های انتقال حرارت بیش ازپیش موردتحقیق قرارگرفته است. در این مقاله به بررسی تجربی تاثیر استفاده از نانوسیال و توربولاتور بر انتقال حرارت و افت فشار پرداخته شده است. از نانوسیال روغن پایه AL2O3 /SN300  با درصدهای وزنی 0/005، 0/1، 0/3 و 0/5 استفاده گردیده و از توربولاتور فلزی نوع مارپیچ جهت بررسی انتقال حرارت مبدل حرارتی پوسته و لوله استفاده شده است. آزمایش ها تحت دو شار حرارتی ثابت w/m2 3950  وw/m2 5280 و در دماهای30، 40، 50 و 60 درجه سانتی گراد انجام شده است. رژیم جریان آرام بوده و آزمایش ها برای 8 دبی مختلف انجام گرفته است. از نتایج مشاهده شد ضریب انتقال حرارت نانوسیال به مراتب بیشتر از سیال پایه می باشد و با افزایش درصد وزنی نانوسیالات ضریب انتقال حرارت نیز افزایش می یابد ولی از سوی دیگر موجب افزایش اختلاف فشار می شود. همچنین مشاهده شد ضریب انتقال حرارت با عدد رینولدز رابطه مستقیم دارد و استفاده از توربولاتور تاثیر چشمگیری برافزایش انتقال حرارت مبدل حرارتی دارد. نتایج در تطابق خوبی با نتایج تیوری بوده و خطا کمتر از 10 درصد اندازه گیری شد.

    کلید واژگان: نانوسیال پایه روغن, توربولاتور, ضریب انتقال حرارت, افت فشار
    Seyed Mahmood Kia, Mohammad Hasan Nobakhti*, Morteza Khayat

    These days With respect to the high importance of energy concept, limitation of natural resources, regulation of environmental issues, and global warming, heat transfer systemschr('39') applications get more attention. In the present paper, the experimental effect of Nano-fluid and turbulator on the heat transfer and pressure drop is investigated. AL2O3-SN300 base oil as nanofluid with weight percentage of 0.05, 0.1, 0.3, and 0.5 are used. To investigate the effect of heat transfer, a steel rotational turbulator was inserted inside the heat exchanger. The experiments were conducted under a constant heat flow rate of 3950 W/m2 and 5280 W/m2 and temperatures of 30, 40, 50, and 60 C. The whole process has been repeated for eight different mass flow rates under the laminar flow condition. The results show a higher heat transfer coefficient of Nano-fluid than the base fluid. Increasing the weight percentage of Nano-fluid caused enhancement of pressure drop in the system. The heat transfer coefficient directly relates to the mass flow rate and increases by raising the Reynolds number. The results reveal that using a turbulator enhances the heat transfer significantly. The experimental results are in reasonable agreement with theory by less than 10 percent mean error.

    Keywords: Base oil nanofluid, Turbulator, Heat transfer coefficient, Pressure drop
  • مرتضی خیاط*، مائده محبی
    هدف از این تحقیق، بررسی تجربی اثر نشست نانوذرات روی سطح جوشش در حضور میکروکانال های تغذیه کننده، بر مشخصه های انتقال حرارت جوشش استخری می باشد. در این مطالعه تجربی، از سطوح جوشش مسی شامل سطح دایروی صیقلی و میکروکانال های مستطیلی و ذوزنقه ای استفاده شده است. میکروکانال ها شامل کانال های فرعی تغذیه کننده عمود بر کانال اصلی می باشند که باعث افزایش سطح جوشش و تفکیک مسیر سیال سرد پایین رونده و حباب های داغ بالارونده می شوند. آزمایشات جوشش هسته ای روی سطوح میکروکانال شده، در حضور نانو سیال هیبریدی شامل 70درصد اکسید تیتانیوم و 30درصد نانولوله کربنی چند جداره اصلاح شده با پایه OH و در غلظت های حجمی 0/1 و 0/5درصد، با سیال پایه آب یون زدایی شده انجام گرفته اند. نتایج آزمایشات جوشش نانو سیالات روی هر دو سطح میکروکانال شده نشان می دهند با افزایش غلظت، شار حرارتی بحرانی و ضریب انتقال حرارت بهبود یافته و بیشترین افزایش در شار حرارتی بحرانی و ضریب انتقال حرارت، مربوط به نانوسیال هیبریدی با غلظت حجمی 0/5درصد روی سطح با میکروکانال های ذوزنقه ای به ترتیب به میزان 64/64 و 344/76درصد نسبت به جوشش آب خالص روی سطح صیقلی مس می باشد. همچنین در جوشش آب خالص بر سطوح نشست یافته توسط نانوذرات، بیشترین افزایش شار حرارتی بحرانی و ضریب انتقال حرارت به ترتیب مربوط به سطح با میکرو کانال های ذوزنقه ای نشست یافته 0/1 و 0/5درصد حجمی، به مقدار 120/16 و 149/4درصد نسبت به جوشش آب خالص روی سطح صیقلی مس می باشد.
    کلید واژگان: جوشش استخری, نانوسیالات هیبریدی, میکروکانال, نشست نانوذرات, شار حرارتی بحرانی
    M. Khayat*, M. Mohebie
    This study aims to investigate the effect of nanoparticle deposition on the boiling surface in the presence of microchannel on the characteristics of boiling heat transfer. In this experimental study, the copper boiling surfaces including polished circular surface, rectangular and trapezoidal microchannels were used. The microchannels include feeding sub-channels perpendicular to the main channel, which increases the boiling surface and separates the downward cool fluid flow and upward hot bubbles. Nuclear boiling experiments on microchannel surfaces in the presence of a hybrid water-based nanofluid containing 70% titanium oxide and 30% OH-based multi-wall carbon nanotubes in volumetric concentrations of 0.1% and 0.5% have been conducted. The results of nanofluid boiling experiments on both microchannel surfaces show that with increasing concentrations, critical heat flux and heat transfer coefficient increases and the highest increase in critical heat flux and heat transfer coefficient is related to the hybrid nanofluid with 0.5 % volumetric concentration on the surface with trapezoidal microchannel and their values are 64.64% and 344.76%, respectively, compared to pure water boiling on the polished copper surface. Also, in boiling of pure water on the deposited surfaces with nanoparticles, the greatest increase in critical heat flux and heat transfer coefficient is related to the surface with trapezoidal microchannels with 0.1% volumetric concentration  and 0.5% and volumetric concentration  and  their values are 120.16% and 149.4% respectively, compared to pure water boiling on the polished copper surface.
    Keywords: Pool Boiling, Hybrid Nanofluids, Microchannels, Nano Particle Deposition, Critical Heat Flux
  • امیرحسین بلندی کاشانی، محمدحسن نوبختی*، مرتضی خیاط
    روش شان– چن رایج ترین مدل روش شبکه بولتزمن برای شبیه سازی جریان های چندفازی است. اما معمولا در بررسی جریان های چندفازی اثرات دما یا در نظر گرفته نمی شود یا اثرات ناچیز فرض می شود. ابتدا معادلات شبکه بولتزمن چندفازی هم دما (روش شان- چن) و معادلات روش شبکه بولتزمن تک فازی گرمایی مدل اسکالر خنثی بیان شدند. در مطالعه حاضر از ترکیب مدل گرمایی اسکالر خنثی و مدل دوفازی شان- چن، روش شبکه بولتزمن جریان های دو فازی گرمایی مورد بررسی قرار گرفت. ترکیب این دو مدل از طریق تعریف یک عبارت نیرویی انجام می گیرد. به علت ماهیت خارجی این ترکیب، مدل ترکیبی پایداری شبیه به مدل چندفازی هم دما دارد. بدین منظور در ابتدا مدل گرمایی اسکالر خنثی و سپس مدل شان- چن در حالت همدما بیان می شود. همچنین سقوط قطره روی دیواره گرم در قطرهای مختلف بررسی می شود و قرارگیری قطره روی دیواره گرم در اعداد رایلی و رینولدز مختلف و همچنین قطرهای مختلف قطره مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج نشان می دهد وجود دما در مسایل چندفازی به عنوان یک مانع رسیدن به حالت پایدار را به تاخیر می اندازد و سرعت جعلی به وجودآمده در سطح مشترک در میدان دما نیز تاثیر می گذارد.
    کلید واژگان: روش شبکه بولتزمن, مدل شان- چن, جریان چندفازی گرمایی, قطره روی سطح گرم
    A.H. Bolandi Kashani, M.H. Nobakhti, M. Khayat
    Shan-Chen model is the most common model for simulation of multiphase flows using lattice Boltzmann method. The entire multiphase Lattice Boltzman models are limited to regimes, where the temperature dynamics are either negligible or their effects on the flow are unimportant. The entire multiphase LBE models are limited to regimes where the temperature dynamics are either negligible or their effects on the flow are unimportant. The multiphase isothermal lattice Boltzmann equation (LBE) model and single phase thermal LBE (TLBE) model were described. In this research, by combining these two models, the thermal two-phase LBE model was proposed. The coupling of the two models is through a suitably defined body force term. Due to the external nature of this coupling, the new model will have the same stability as the isothermal two-phase model. For this purpose, the scalar thermal model was initially neutral and, then, the Shan-Chen model was expressed in homogeneous state. Also, droplet falling on a heated solid surface and positioning droplet on heated solid surface in different Rayleigh and Reynolds number and different diameter size of droplet were considered. Results show that the temperature in the multiphase flow, as a barrier, delays achieving a stable state, and the fake speed created at the interface area in the temperature field also affects.

    Keywords: Lattice-Boltzmann method , Shan-Chen model, Thermal Multiphase flow , Droplet on heated solid surface
  • مهدی محمدی، مرتضی خیاط*
    جوشش استخری توانایی دارد که شار حرارتی زیادی را در یک اختلاف دمای کوچک منتقل نماید و این امر می تواند با استفاده از روش های اصلاح و بهبود سطح افزایش پیدا کند. در پژوهش حاضر به بررسی انتقال حرارت جوشش استخری بر روی 4 سطح با جهت گیری های مختلف پرداخته شده است. به همین منظور یک دستگاه آزمایشگاهی طراحی و ساخته شد. هدف اصلی، ارائه یک روش ساده و مقرون به صرفه و با ماندگاری طولانی تر در کارهای صنعتی، همراه با داشتن بیش ترین میزان شار حرارتی بحرانی در برابر کم ترین اختلاف دمای سوپر هیت سطح بوده است. نتایج بدست آمده از مطالعه نشان داده که فاکتور زبری سطح باعث به تعویق افتادن اتصال حباب ها شده و شار حرارتی اندکی افزایش می یابد. علاوه بر فاکتور زبری، دو فاکتور تفکیک حباب از سیال در فرآیند دفع گرما و تغذیه بیشتر سایت های هسته زایی و میکرولایه زیرین حباب می توانند با اهمیت تر از زبری سطح باشند. به طوری که سطح با زبری کم تر و با جهت گیری زبری یک بعدی افزایش شار حرارتی بیش تری را نسبت به سطح با زبری بیش تر و با جهت گیری زبری دایروی شکل نشان داده است. در انتها با ایجاد یک سطح میکروکانال که ترکیبی از روش های تفکیک سیال- حباب و تغذیه بیش تر میکرولایه زیرین حباب بوده است، می توان بدون اضافه کردن هیچ گونه ذرات اضافی به سیال پایه، شار حرارتی را تا 131% و ضریب انتقال حرارت را تا 211% افزایش داد.
    کلید واژگان: جوشش استخری, جهت گیری سطح, حرکت حباب, شار حرارتی بحرانی, ضریب انتقال حرارت
    Mehdi Mohammadi, Morteza Khayat *
    Pool boiling has the ability to remove large heat flux at low difference temperature of wall and this can be further enhanced by using surface modification methods. This article investigates pool boiling heat transfer on 4 levels with different orientations. For this purpose, a laboratory device was designed and built. The main goal of providing a simple and cost-effective manner with high durability in industrial applications, to having the highest amount of critical heat flux at the lowest level of super-heated temperature difference. The results show that surface roughness factor causing a delay in connecting the bubbles and heat flux increased slightly. In addition to roughness factor, two factors separating bubbles from the fluid in the heat dissipation and more power nucleation sites and micro-bubble layer can be more important than the surface roughness. The surface polished in one direction with lower roughness has higher critical heat flux than circular rough surface. Ultimately to combine bubble separation and more feed the micro layer with made micro channel. With this method it could be increased 131% critical heat flux and 211% heat transfer coefficient.
  • سید مهدی مهنما، مرتضی خیاط*
    در این مقاله، به بررسی تاثیر اضافه نمودن یک لایه متخلخل آب گریز (MPL) در سمت کاتد یک پیل سوختی پلیمری بر عملکرد آن پرداخته می شود. برای این منظور، شبیه سازی سه بعدی و دو فازی غیر هم دما برای لایه های مختلف سمت کاتد یک پیل سوختی پلیمری شامل کانال گاز، لایه نفوذ گاز (GDL)، لایه متخلخل نفوذ گازی آب گریز (MPL) و لایه کاتالیست انجام شده است. معادلات حاکم بر جریان سیال درون پیل سوختی با استفاده از مدل چند فازی میکسچر از طریق کد نویسی حل شده و توزیع سرعت، فشار، دما، غلظت اجزاء واکنش گر و میزان اشباع آب مایع در لایه های مختلف سمت کاتد پیل بدست آمده اند. همچنین اثر تغییر خواص فیزیکی و رطوبتی MPL شامل ضخامت، تخلخل، زاویه تماس و نفوذپذیری آن بر میزان اشباع آب و نیز عملکرد پیل مورد مطالعه و ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که با افزودن لایه اضافی MPL بین لایه های نفوذ گاز و کاتالیست به دلیل تفاوت در خواص رطوبتی این لایه ها یک ناپیوستگی در اشباع آب و غلظت اجزاء واکنش گر در سطح تماس آنها به وجود می آید. همچنین بر اساس نتایج بدست آمده، افزایش تخلخل MPL باعث کاهش اشباع آب مایع و در نتیجه بهبود عملکرد پیل می شود، در حالی که افزایش ضخامت آن، عملکرد پیل را کاهش می دهد. به منظور صحه گذاری نتایج بدست آمده، منحنی عملکرد حاصل از شبیه سازی تک فازی و دوفازی پیل با نتایج آزمایشگاهی مقایسه گردیده و تطابق خوبی مشاهده شده است.
    کلید واژگان: پیل سوختی پلیمری, شبیه سازی دوفازی, لایه متخلخل آب گریز, منحنی عملکرد پیل سوختی, اشباع آب مایع
    Seyed Mehdi Mahnama, Mehdi Mahnama *
    In this paper, the effect of adding a hydrophobic micro porous layer (MPL) at the cathode side of a PEM fuel cell on the cell performance is investigated. For this purpose, a three dimensional two-phase non-isothermal simulation of cathode side layers of a PEM fuel cell which includes gas channel, gas diffusion layer (GDL), hydrophobic micro porous layer (MPL) and catalyst layer (CL) has been performed. The governing equations of fluid flow in the fuel cell are solved with a multiphase mixture model via developing a code and distribution of velocity, pressure, temperature, species concentration and liquid water saturation at the various layers of the cathode side of fuel cell are obtained. Furthermore, the effect of physical and wetting properties of MPL including thickness, porosity, contact angle and permeability on saturation level and performance of the fuel cell are studied. The results show that by adding an extra micro porous layer between GDL and catalyst layer because of differencing in the wetting properties of the layers, a discontinuity appears in the liquid saturation and species concentration at the contact surface of them. In addition, according to the obtained results, increasing the MPL porosity cause to decreasing liquid water saturation and improving the cell performance. While increasing the MPL thickness decreases the cell performance. In order to validate the results, the performance curves calculated by single and two-phase simulating were compared with experimental results and a good agreement was found between them.
    Keywords: Polymer electrolyte membrane fuel cell, Two, phase simulation, Hydrophobic porous layer, Fuel cell performance curve, Liquid water saturation
  • حسن امینی، حجت قاسمی، مرتضی خیاط *

    برای انجام مطالعه تجربی در مورد هیدرودینامیک بسترسیال و پارمترهای موثر بر آن، یک بسترسیال طراحی و ساخته شد. این بستر، استوانه ای به قطر 14 سانتی متر است و ذرات آن شن سیلیکا در بازه 212 تا 700 میکرومتر بوده و توسط هوا با فشار و دمای محیط، سیال می شود. در این تحقیق ابتدا سرعت حداقل سیالیت برای ذرات مختلف به دست آمده و تاثیر اندازه ذرات و ارتفاع بستر بر روی این سرعت بررسی می شود. سپس افت فشار بستر و تاثیر ارتفاع و اندازه ذرات بر روی این سرعت مطالعه می شود. در پایان، نتایج حاصل از آزمایش برای سرعت حداقل سیالیت و افت فشار بستر با مقادیر محاسبه شده از روابط پیش بینی موجود، مقایسه می شود تا میزان انحراف این روابط با نتایج آزمایش ها مشخص شود. نتیجه این آزمایش ها نشان می دهد که با افزایش اندازه ذرات، سرعت حداقل سیالیت افزایش می یابد. اما برای یک ارتفاع معین، اندازه ذرات تاثیری بر روی مقدار افت فشار بستر ندارد. افزایش ارتفاع بستر علاوه براینکه موجب افزایش افت فشار بستر می شود، سبب می شود تا سرعت حداقل سیالیت اندکی افزایش یابد اما این افزایش چشمگیر نبوده و قابل چشم پوشی می باشد.

    کلید واژگان: سیالیت, بستر سیال, سرعت حداقل سیالیت, افت فشار بستر
    Hasan Amini, Hojjat Ghasemi, Morteza Khayat

    For the experimental study of fluidized bed`s hydrodynamics and investigating of several effective parameters on this hydrodynamics, a fluidized bed is designed and manufactured. This bed is a cylindrical transparent column with internal diameter as 14 cm. Bed particles are silica sand in the size ranged from 200 to 750 micrometers. In this study, first the Minimum fluidization velocity ("Umf") of Different sieve particles is determined and the effect of particle size and bed height on this velocity is investigated. Then, influence of particle size and bed height on the bed pressure drop is studied. Then experimental results are compared with calculated values from current prediction correlations to determine the deviations of the prediction values from experimental data. As a result, by increasing the particle size in the equal bed height, Minimum fluidization velocity is increased but the pressure drop does not significantly change. Also, by increasing bed height, the Minimum fluidization velocity and pressure drop increased. But for Minimum fluidization velocity, this increase is insignificant and it can be ignored. Also bed pressure drop changed linearly with bed height.

    Keywords: Fluidized bed, Fluidization, Minimum fluidization velocity, Bed pressure drop
  • محمد طیبی رهنی، مرتضی خیاط، رضا علی عباسی
    در این مطالعه، مقایسه و بررسی جریان و نرخ انتقال حرارت جابه جایی اجباری آشفته درون یک لوله از نوع پهن شده، که ماده متخلخل به طور جزئی یا کامل در دو آرایش متفاوت مرکزی و مرزی قرار گرفته، به صورت عددی و در حالت سه بعدی، مورد نظر است. شرط مرزی حاکم بر دیواره لوله، ثابت بودن دما می باشد. همچنین اثر ضخامت ماده متخلخل و نفوذپذیری، بر نرخ انتقال حرارت و افت فشار، مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج نشان می دهند که در آرایش مرکزی، با افزایش ضخامت ماده متخلخل تا میزان مشخصی، انتقال حرارت افزایش و سپس کاهش یافته ولی در آرایش مرزی با افزایش ضخامت ماده متخلخل تا مقدار مشخص، انتقال حرارت کاهش و سپس افزایش می یابد تا اینکه در حالت کاملا پر به بیشترین مقدار خود می رسد. پس می توان از آرایش مرکزی به منظور افزایش انتقال حرارت و از آرایش مرزی به عنوان عایق استفاده کرد.
    کلید واژگان: ماده متخلخل, جا به جایی اجباری, جریان آشفته, لوله پهن شده, شرط دمای ثابت
    Dr. Mohammad Taeibi, Rahni, Dr. Morteza Khayat, Reza Aliabbasi
    In this work, three-dimensional turbulent forced convection flow through a flattened pipe, partially and completely filled with a porous material, was investigated numerically. Here, the effects of permeability and thickness of the porous layer on the rate of heat transfer and pressure drop were investigated. For this purpose, porous material was inserted in two geometrical arrangements: central and boundary. Also, the pipe had constant-temperature condition. The results for central arrangement show that the rate of heat transfer first increases and then decreases with increasing the thickness of the porous layer, while the pressure drop is monotonically increasing. While for the porous medium boundary arrangement, the rate of heat transfer first decreases and then increases with increasing the thickness of the porous layer. Also the maximum of Nusselt number is occurred for the fully porous pipe configuration.
    Keywords: Porous Media, Forced Convection, Turbulent Flow, Flattened Tube, Constant Temperature Condition
  • طراحی، ساخت و کنترل یک مدل خودروی بادی ایرفویلی
    مرتضی خیاط، منوچهر راد
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