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 کاظم آتشکاری

  • محمدعلی یزدان پناه جهرمی، کاظم آتشکاری*، محمد کلته

    فناوری گازی سازی بخش مهمی از فناوری استفاده پاک از سوخت زغال سنگ بشمار می آید. توسعه هرچه بیشتر این فناوری نیازمند درک فرایندها و اثرات متقابل جریان های گاز و ذرات سوخت جامد تزریق شده به درون محفظه گازی ساز می باشد. در این مطالعه به شبیه سازی عددی یک گازی ساز زغال سنگی نمونه ورود هم زمان با استفاده از شرایط عملکردی آزمایشگاهی پرداخته شده است. واکنش ها و پارامترهای سینتیکی فرایند گازی سازی با استفاده از داده های گازی سازی زغال سنگ در مقالات چاپ شده مشابه استخراج شده است. مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی با داده های آزمایشگاهی و دو مطالعه مشابه دیگر به خوبی صحت مدل توسعه یافته را تائید می کند. تمرکز این مطالعه بر دقت مدل های ارائه شده برای فرایند تبخیر مواد فرار از سوخت و بررسی تاثیر تغییر اکسیدکننده از اکسیژن به هوا بر عملکرد گازی ساز می باشد. چهار مدل تبخیر مواد فرار شامل مدل های نفوذ شیمیایی، تک نرخی، کوبایاشی و نرخ ثابت بررسی شده است. روند تغییرات پیش بینی شده برای گونه ها در مدل های مختلف مشابه یکدیگر است و بسته به دقت هر مدل مقدار سینگاز تولیدی تا حدودی با یکدیگر متفاوت می باشد. مدل های کوبایاشی و نرخ ثابت، نرخ تبخیر مواد فرار آزاد شده از سوخت را نسبت به دو مدل دیگر کمتر پیش بینی می کنند. نتایج به دست آمده از مدل نفوذ شیمیایی نسبت به دیگر مدل ها مطابقت بیشتری با داده های آزمایشگاهی دارد اما زمان محاسباتی بالاتری طلب می کند. استفاده از اکسیدکننده هوا به جای اکسیژن سبب کاهش غلظت سینگاز تولیدی و بنابراین کاهش راندمان گازی ساز می گردد.

    کلید واژگان: گازی سازیشبیه سازی عددیسوخت زغال سنگفرایند تبخیر مواد فرار}
    Mohammad Ali Yazdanpanah Jahromi, Kazem Atashkari*, Mohammad Kalteh

    Gasification technology is an important part of the clean coal technology. For further development of this technology, the processes inside the gasifier and the interactions of injected gas and solid fuel particles need to be understood. In the current study, a numerical simulation of an entrained flow coal gasifier is investigated using experimental operating conditions. The reactions and kinetic parameters of the gasification process are fitted using coal gasification data obtained from similar published papers. Comparison of the simulation results, experimental data and two other similar studies confirm the accuracy of the developed model. The focus of this study is on the accuracy of the models presented for the devolatilization process and the effect of the oxidizer change from oxygen to air on the gasifier performance. Four devolatilization models are investigated including chemical percolation devolatilization, single rate, Kobayashi and constant rate models. The predicted trends of species changes are similar in different devolatilization models but the amount of produced syngas is somewhat different depending on the accuracy of each model. The Kobayashi and constant rate models predicted the devolatilization rate lower than the other two models. The results obtained from the chemical percolation devolatilization model are more consistent with experimental data compared to other models, but require higher computational times. The use of air oxidizing agents rather than oxygen reduces the species mole concentration of produced syngas and hence reduces the gasifier efficiency.

    Keywords: GasificationNumerical simulationCoal fuel Devolatilization process}
  • عبدالله ریاحی، کاظم آتشکاری*، جواد محمودی مهر
    دریافت کننده خورشیدی که در مرکز کانونی سیستم های متمرکزکننده خورشیدی قرار دارد عموما شار تابشی شدیدی را تحمل می کند. تمرکز نامتقارن پرتوهای خورشیدی باعث می شود شار حرارتی روی قسمت های مختلف دریافت کننده به صورت یکنواخت توزیع نشود. این توزیع نامتقارن منجر به تنش های حرارتی در دریافت کننده می شود که روی عملکرد آن تاثیر منفی گذاشته و طول عمر مفید آن را کاهش می دهد. از این رو کاهش توزیع غیریکنواخت شار تابشی روی قسمت های مختلف دریافت کننده از جمله لوله های داخل آن امری ضروری است. هدف از این پژوهش بررسی توزیع شار متمرکز خورشیدی روی لوله های گرافیتی داخل یک راکتور خورشیدی 50کیلوواتی است که قبلا برای تجزیه حرارتی متان طراحی شده و در یک کوره خورشیدی آزمایش شده است. در این مطالعه با استفاده از روش رهگیری اشعه مونت کارلو توان خورشیدی جذب شده توسط قسمت های مختلف این راکتور محاسبه شده و تاثیر ضریب جذب دیواره های راکتور و سایز روزنه ورودی روی میزان و توزیع توان جذب شده توسط لوله های داخل راکتور بررسی شده است. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد که روزنه ورودی 16 سانتیمتری بیشترین جذب توان را داشته و منجر به توزیع شار خورشیدی یکنواخت تری می شود. جایگزین کردن دیواره های منعکس کننده به جای دیواره های جاذب نیز توان بیشتری توسط لوله ها جذب شده و توزیع شار بهتری را باعث می شود.
    کلید واژگان: کوره خورشیدی, انرژی متمرکز خورشیدی, دریافت کننده مرکزی, توزیع شار, روش رهگیری اشعه مونت کارلو}
    A. Riahi, K. Atashkari*, J. Mahmoudimehr
    Cavity receiver in solar tower concentrator usually experiences highly intense radiation. Due to asymmetric concentration of solar rays, non-uniform heat flux distribution occurs on the different parts of the cavity receiver. This non-uniform distribution leads to uneven thermal expansion and stresses in receiver, which affects the reliable operation and reduces life time of receiver parts. Therefore, it is necessary to reduce the non-uniformity of solar flux on the surface of the absorber tubes and different parts of the solar reactor. The aim of this study was to focuses on the distributions of concatenated solar flux over graphite tubes of a 50kW solar reactor, which was previously designed for methane thermal dissociation at the focus of a solar furnace. In this study, the absorbed solar power on the different parts of the reactor is determined by Monte Carlo ray tracing method. Moreover, the effect of aperture size and the absorptivity of receiver parts on the net magnitude and distribution of absorbed power in reactor are investigated. The results prove that the 16cm aperture absorbs the maximum power and leads to even better solar flux distributions. Replacing the absorbing walls by the reflective walls will also result in more power absorbed by the tubes and better uniformity of flux distribution around the tubes.
    Keywords: Solar Furnace, Concentrated Solar Power, Cavity Receiver, Flux Distribution, Monte-Carlo Ray Tracing Method}
  • علی بهاری، کاظم آتشکاری *، جواد محمودی مهر
    استفاده از زیست توده ها به روش گازی سازی به منظور تولید زیست سوخت و کاهش اثرات مخرب زیست محیطی سوخت های فسیلی در سال های اخیر مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. در مطالعه حاضر از روش دینامیک سیالات محاسباتی به منظور پیش بینی فرآیند گازی سازی، درون یک گازی ساز رو به پایین استفاده شده است. بررسی مطالعات گذشته نشان می دهد که علی رغم انجام پژوهش های بسیار توسط محققان مختلف به منظور بیشینه سازی راندمان فرآیند گازی سازی، تاکنون مطالعه ای به منظور کمینه سازی میزان نشر آلاینده های حاصل از این فرآیند به عنوان یکی دیگر از اهداف مهم طراحی، انجام نگرفته است. بنابراین در این مطالعه، تاثیر تغییر نسبت هم ارزی به عنوان متغیر طراحی روی راندمان گازی ساز و همچنین میزان آلاینده تولید شده به صورت هم زمان مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین در این مطالعه نسبت های مولی CO/CO2 و H2/H2O به عنوان یکی دیگر از عوامل موثر در انتخاب نقطه بهینه فرآیند در نظر گرفته شده است. به منظور بررسی صحت نتایج، داده های حاصل از شبیه سازی با نتایج آزمایشگاهی و مطالعه عددی پیشین، مقایسه شده و تطابق خوبی از مقایسه آن ها مشاهده شده است. نتایج به دست آمده از مطالعه حاضر نشان می دهد در نسبت هم ارزی0. 64 نرخ تولید اکسیدهای نیتروژن به نسبت راندمان گاز سرد با در نظر داشتن بیشینه تولید نسبت های مولی CO/CO2 و H2/H2O دارای مقدار بهینه بوده و این نقطه بهینه ترین نقطه تحت شرایط کاری فرآیند گازی سازی می باشد.
    کلید واژگان: گازی سازی, تولید سینگاز, گازی ساز رو به پایین, شبیه سازی عددی}
    Ali Bahari, Javad Mahmoudimehr, Kazem Atashkar *
    The use of biomass by means of gasification to produce bio fuels and reducing the environmental impact of fossil fuels has been the focus of many researchers in recent years. In the present study, the computational fluid dynamics method is used to predict the process of gasification inside a downdraft gasifier. Recent studies have shown that although many studies have been carried out by various researchers to maximize the cold gas efficiency in the gasification process, so far, no study has been done to minimize the emission of pollutants as one of the other important design parameters along with the increase of cold gas efficiency. So, in this study, the effect of changing the equivalence ratio as design variable on the gasification efficiency as well as the amount of pollutant produced simultaneously is investigated. Also, in this study, CO/CO2 and H2 /H2O molar ratios are considered as another objective function in selecting the optimal process point. In order to verify the validity of the results, the simulation data was compared with the experimental results and the previous numerical study, and a good agreement was shown between their comparison. The results of this study show that in the ratio of 0.64, the rate of production of nitrogen oxides relative to cold gas efficiency is optimal considering the maximum production of CO/CO2 and H2/H2O molar ratios . This point is the optimal point. Under the working conditions of the gasification process.
    Keywords: Gasification, Syngas production, Downdraft gasifier, Numerical simulation}
  • سید رضا ناصر علوی، کاظم آتشکاری، مجید امیر علیپور، رامین کوهی کمالی
    در این مقاله ترکیب یک میکروتوربین گازی، سرمایش جذبی و رانکین آلی در نظر گرفته شده است. سیستم با اعمال قوانین ترمودینامیکی مدل شده و بر پایه این مدل تحلیل اگزرژی و اقتصادی برای هریک از اجزای سیکل انجام گرفته است. برای بررسی کارایی سیستم چهار پارامتر نسبت فشار کمپرسور، ماکزیمم دمای سیکل، راندمان آیزنتروپیک توربین گاز و راندمان آیزنتروپیک کمپرسور به عنوان متغیرهای ورودی در نظر گرفته می شوند. به منظور بررسی اثر اگزرژی شیمیایی در بازگشت ناپذیری سیکل جذبی، دو حالت بدون درنظرگرفتن اگزرژی شیمیایی محلول و سپس با درنظرگرفتن اثر آن در تحلیل سیستم اعمال شده و با هم مقایسه می شوند. راندمان اگزرژی و نرخ هزینه کل به عنوان دو تابع هدف سیستم تولید سه گانه در نظر گرفته شده اند. بر اساس نتایج به دست آمده، میزان راندمان اگزرژی با ارتقای سیکل میکروتوربین گازی به سیستم تولید سه گانه از 31% به 6/38% افزایش می یابد. نتایج حاصل شده از نمودار جبهه پارتو (Pareto) نشان می دهد که راندمان اگزرژی سیکل ترکیبی می تواند تا 52% افزایش یابد و با درنظرگرفتن نرخ هزینه کلی سیستم به عنوان تنها تابع هدف این مقدار می تواند تا $/h 2/5 کاهش یابد.
    کلید واژگان: سیکل ترکیبی, تحلیل اگزرژی, اقتصادی, بهینه سازی چند هدفه}
    Seyed Reza Naser Alavi, Kazem Atashkari, Majid Amiralipour, Ramin Kouhi Kamali
    In this study, a combination of micro gas turbine, absorption cooling, and organic rankine cycle is selected. The system is modeled applying the laws of thermodynamic, and based on this model, exergy and economic analyses are performed for each component of the system. Four design variables, namely compressor pressure ratio, turbine inlet temperature, turbine efficiency, and compressor efficiency are considered to evaluate the system performance. Two models have been used and compared to assess the effect of chemical exergy on irreversibility of absorption cycle once regardless of chemical exergy effect and then with the consideration of chemical exergy effect on the system analysis. Exergy efficiency and total cost rate are considered as two objective functions of the tri-generation system. Based on these findings, the exergy efficiency, by promoting micro gas turbine cycle to a tri-generation system, increases from 31% up to 38.6%. The findings, based on Pareto front, indicate that exergy efficiency can be increased up to 52%, and the total cost rate can be reduced to 5.2 $/hr.
    Keywords: Combined Cycle, Exergy Analysis, Economic, Multi-Objective Optimization}
  • مهدی برجی بداغی*، کاظم آتشکاری، صبا قربانی، نادر نریمان زاده
    در این مطالعه، مدلی عددی به منظور بررسی عملکرد سیستم هیبرید متشکل از بخش های؛ گازی سازی زیست توده، پیل سوختی و میکرو توربین گاز، ارائه شده و به روش الگوریتم ژنتیک نقاط بهینه عملکردی آن حاصل می شوند. زیست توده مورد استفاده زائدات جنگلی بوده و گازی سازی به روش ترمودینامیک تعادلی اصلاح شده مدل می شود. زیست گاز در پیل سوختی برای تولید توان الکتریکی به کار رفته و باقی-مانده ی سوخت پس از احتراق در یک محفظه احتراق کمکی وارد میکرو توربین گاز شده و در نهایت از حرارت موجود در خروجی سیستم در یک مولد بخار بازیافت حرارتی استفاده می شود. مدل ارائه شده در بخش پیل سوختی، مدلی یک بعدی با امکان کنترل گرادیان های دما در راستای طولی بوده و اجزای دیگر سیستم به کمک مدل های صفربعدی بررسی می شوند. اثر پارامترهایی چون؛ مقدار هوا و بخارآب عامل گازی-سازی، شدت جریان میانگین الکتریکی، فاکتور مصرف سوخت بر خروجی های مهم سیستم، مانند؛ راندمان تولید گاز ، گرادیان دما، راندمان الکتریکی و الکتریکی-حرارتی و توان الکتریکی کل سیستم بررسی می شوند. پس از بررسی گسترده پارامتریک، بهینه سازی چندهدفی به روش الگوریتم ژنتیک و به منظور حصول نقاط بهینه عملکردی سیستم در دو مرحله انجام می گیرد. در سیستم هیبرید مورد بررسی، بیشینه مقدار توان الکتریکی کل معادل 81/206 کیلووات و راندمان الکتریکی کل 27/46 درصد حاصل می شوند.
    کلید واژگان: پیل سوختی اکسید جامد صفحه ای, مدل سازی حالت پایدار, گازی سازی زیست توده, سیستم تولید همزمان حرارت و توان, بهینه سازی چندهدفی}
    M. Borji Bodaghi *, K. Atashkari, S. Ghorbani, N. Nariman Zadeh
    This paper presents the numerical study and optimization of CHP power plant consisting of gasification process, solid oxide fuel cell and micro gas turbine. Woody biomass is converted to product gas in the gasification part, and in the CHP producing part, the product gas is converted to electric power and heat by use of a solid oxide fuel cell stack, micro gas turbine and heat recovery steam generator. The model used in the gasification process is a modified thermodynamic equilibrium model, and the steady-state intermediate temperature solid oxide fuel cell model developed hear is one-dimensional which allows for monitoring of the temperature gradients along the cell length under different operating conditions. Zero-dimensional models are used for other components. The effects of main cycle parameters, such as; the gasification agent, average current density and the fuel utilization factor on the cycle important outputs; cooled gas efficiency, temperature gradients, the electric and CHP efficiencies, and the total electric power of the plant are investigated. After extensive parametric analysis, multi-objective genetic algorithms (NSGA II) is then used for Pareto based optimization of CHP plant in two steps. The maximum electric power and electric efficiency are 206/81 kW and 46/27% respectively.
    Keywords: Planar solid oxide fuel cell, Steady state modeling, gasification, combined heat, power plant, Multi-objective genetic algorithm optimization}
  • مهدی برجی بداغی *، صبا قربانی، کاظم آتشکاری، آرمین اعتمادی
    در پژوهش حاضر، عملکرد پایای سیستم یکپارچه ی متشکل از فرایند گازی سازی زیست توده و پیل سوختی اکسید جامد صفحه ای به ازای مقادیر مختلف رطوبت زیست توده و مقدار هوای ورودی عامل گازی سازی در راکتور مولد گاز به صورت عددی مورد مطالعه قرار می گیرد. فرآیند تولید گاز در قالب یک راکتور تک مرحله ای با استفاده از روش ترمودینامیکی تعادلی اصلاح شده مدل می شود. مدل ارائه شده در بخش پیل سوختی، مدلی یک بعدی با امکان کنترل دما در راستای محور پیل سوختی می باشد. مدل کامل الکتروشیمیایی در کنار معادلات بقای جرم اجزای گازی و انرژی شاکله اصلی مدل پیل سوختی را تشکیل می دهند. همچنین دو واکنش اصلاح متان به کمک بخارآب و تبدیل آب- گاز منابع تولید و مصرف اجزای گازی را در کانال سوخت تشکیل خواهندداد. مدل دو بخش اصلی سیستم به کمک نتایج آزمایشگاهی و عددی در دسترس ارزیابی شده و سپس اثر پارامترهای یادشده بر عملکرد سیستم یکپارچه تحلیل و تشریح می شوند. نتایج نشان می دهند که ارزش حرارتی پایینی بیوگاز تولیدی از هر کیلومول چوب با محتوی رطوبت 3/0، با کاهش نسبت هوای معادل و افزایش محتوی رطوبت از 1/0 تا 5/0 کاهش می یابد. طبق نتایج، افزایش محتوی رطوبت زیست توده، توان تولیدی تک سلول پیل سوختی اکسید جامد صفحه ای را کاهش خواهدداد.
    کلید واژگان: پیل سوختی اکسید جامد, گازی سازی, زیست توده, بیوگاز}
    Mehdi Borji Bodaghi *, Saba Ghorbani, Kazem Atashkari, Armin Etemadi
    Current study aims to numerically investigate the steady state performance of integrated cycle consisting of biomass gasification process and planar type solid oxide fuel cell for different biomass moisture content and amount of air as gasification agent in the gasifier. Single stage lumped gasifier is analyzed by use of a modified thermodynamic equilibrium model, while the steady-state intermediate temperature solid oxide fuel cell model developed hear is one-dimensional which allows for monitoring of the temperature gradients along the cell length under different operating conditions. Complete electrochemical model, species mass balances and energy conservation equation beside the kinetics describing internal methane steam reforming and water-gas shift reactions organize the structure of fuel cell model. Developed model for two main parts of the integrated cycle are validated against the available experimental and numerical dates. Results indicated that the low heating value of the product syngas with 30% moisture content decreases with decreasing of the modified equivalence ratio and increasing of the biomass moisture content from 10 to 50%. Based on the obtained results, the cell electric power mitigates by increasing of the biomass moisture content.
    Keywords: Solid oxide fuel cell, Gasification, Biomass, Biogas}
  • شعیب خانمحمدی، کاظم آتشکاری*، رامین کوهی کمالی

    استفاده از زیست توده به سبب کاهش اثرات گازهای گلخانه ای و تاثیرات مخرب زیست محیطی در سالهای اخیر مورد توجه بسیاری از محققان بوده است. دستیابی به سیستمی که بتواند بهترین عملکرد برای بکارگیری این نوع سوخت با ارزش حرارتی پایین را داشته باشد یکی از موضوعات مورد توجه محققان می باشد. در این مقاله تمرکز بر روی مدل کردن دقیق فرایند گازسازی از زیست توده و طراحی بهینه سیستم تولید سه گانه سرمایش، گرمایش و توان الکتریکی برای بهره گرفتن از این انرژی پاک می-باشد. در فرایند مدلسازی تولید گاز از زیست توده از یک مدل واقعی نسبت به کارهای پیشین استفاده شده است که شامل شبیه سازی محتوای قیر در محصولات گازسازی می باشد. تحلیل دقیق پارامتری سیستم تولید سه گانه برای پی بردن به رفتار توابع هدف با تغییر پارامترها و دستیابی به بهینه ترین پارامترهای عملکردی سیستم نیز انجام شده است. نتایج نشان می دهد که توابع هدف در بازه مورد بررسی در تقابل با هم هستند که بر بهینه سازی چند هدفه سیستم تاکید دارد. با رسم منحنی پارتو برای توابع هدف یک رابطه مناسب برای تعیین رفتار این توابع نیز بدست آمده است.

    کلید واژگان: بهینه سازی چند هدفه, تولید سه گانه, چیلر جذبی دو اثره, گاز سازی زیست توده, مدل بهبود یافته تعادلی}
    Shoaib Khanmohammadi, Kazem Atashkari, Ramin Kouhi Kamali

    Many researchers have been considered biomass utilization due to reduction of greenhouse gas effects and environmental impact recently. Achieving a system with the best performance for the application of this type of fuel with low calorific value is to be one of the topics of interest to researchers. This study focus on precise modeling of biomass gasification and design a trigeneration system to produce cooling, heating and electricity using this clean source of energy. In the process modeling of biomass gasification a realistic model includes tar content in syngas is developed. A parametric study of trigeneration system to find the objective functions trend and to achieve the best performance parameter is carried out. Results show that two objective functions in the reasonable range have conflict which emphasis to the multi-objective optimization. Also, with draw Pareto front curve, a suitable relation to estimate the trend of objective functions is derived.

    Keywords: biomass gasification, double effect absorption chiller, modified equilibrium model, multi, objective optimization, Trigeneration}
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