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
مقالات رزومه:

دکتر علی اکبر عباسیان آرانی

  • مهرداد کیانی، علی اکبر عباسیان آرانی*، احسان هوشفر، مهدی اشجعی

    توجه و علاقه زیاد پژوهشگران برای استفاده از آمونیاک در سیستم های احتراقی به عنوان سوختی بدون کربن برای توربین های گازی و همچنین وجود زیرساخت های توسعه یافته برای تولید آن نشان از اهمیت این نوع از سوخت و این موضوع است. بعلاوه یکی از بهترین کاندیداها برای ذخیره کردن انرژی های تجدید پذیر در مقیاس های بزرگ یا حمل های با فواصل زیاد، بدون شک می تواند آمونیاک باشد. در توربین های گازی و بویلرها، افزودن گازهای زباله می تواند واکنش پذیری آمونیاک را به طرز موثری بهبود بخشد. در این مطالعه، شاخصه-های احتراقی مخلوط آمونیاک/گاز زباله/هوا بین فشار 1 تا 10 اتمسفر را درون یک محفظه احتراق با حجم ثابت 11 لیتر با استفاده از روش های آزمایشگاهی اینترفرومتری ماخ-زندر و شلیرن موردبررسی قرارگرفته است. بخش عددی این مطالعه با استفاده از نرم افزار کمکین - پرو از پکیج انسیس از طریق مکانیسم های سن دیگو، اکافور و مکانیزم جی آر آی 3 و  انجام شده است که قادر به پیش بینی دقیقی از سرعت های شعله هستند. نتایج به دست آمده نشان می دهند که بیشترین تاثیر بر روی سرعت شعله ناشی از تغییر در غلظت آمونیاک موجود در مخلوط می باشد. همچنین، به این نتیجه رسیده شد که سرعت شعله با افزایش فشار به تدریج کاهش می یابد.

    کلید واژگان: سرعت شعله آرام, گاز زباله, مدل سینتیکی, فشار افزایش یافته
    Mehrdad Kiani, Aliakbar Abbasian Arani*, Ehsan Houshfar, Mehdi Ashjaee

    The great attention and interest of researchers to use ammonia in combustion systems as a carbon-free fuel for gas turbines, as well as the existence of developed infrastructure for its production, show the importance of present fuel and this issue. In addition, one of the best candidates for storing renewable energies on large scales or transporting them for long distances is doubtlessly Ammonia (NH3). In gas turbines and boilers, adding landfill gas improve NH3 reactivity effectively. The present effort studies NH3/landfill mixtures’ laminar flame propagation from 1 to 10 atm in an 11-liter constant volume combustion chamber using experimental approaches such as Mach-Zehnder and Schlieren interferometry method. The numerical study was performed using the Ansys Chemkin-Pro package via San Diego, Okafor, and GRI-Mech 3.0 mechanisms which can provide very accurate predictions for laminar burning velocities. The results indicated that the most considerable influence on increasing laminar burning velocities could be attributed to Ammonia concentration in the mixture. The experiments also showed that laminar burning velocity is reduced when the pressure is increased.

    Keywords: Laminar Burning Velocity, Landfill Gas (LFG), Kinetic Model, Elevated Pressure
  • Mehrdad Kiani, Aliakbar Abbasian Arani *, Mehdi Ashjaee, Ehsan Houshfar

    Ammonia (NH3) stands out as a leading option for large-scale renewable energy storage and long-distance transportation. By incorporating landfill gas and raising initial reactant temperatures, NH3 reactivity is effectively enhanced in gas turbines and boilers. This study focuses on exploring the laminar flame propagation of NH3/landfill mixtures under elevated conditions. Accurate predictions for laminar burning velocity were achieved through numerical simulations employing Ansys Chemkin-Pro, along with the San Diego, Okafor, and GRI-Mech 3.0 mechanisms. Elevating pressure from 1 to 10 bar resulted in a reduction in laminar burning velocity from 16.1 to 6 cm/s, ultimately leading to an increase in adiabatic flame temperature from 2102 to 2143 attributable to changes in combustion equilibrium. Also, the results underscored the significant influence of ammonia concentration on augmenting laminar burning velocities. In cases with higher laminar burning velocity, the proportion of NH3 added tends towards zero, while in cases with lower laminar burning velocity, the addition ratio of NH3 tends towards one. The addition of ammonia leads to a reduction in the pool of radicals. Put simply, because ammonia has a lower laminar burning velocity, the overall Laminar burning velocity of the mixture is reduced as the concentration of ammonia in the fuel mixture increases.

    Keywords: Laminar Burning Velocity, Landfill Gas (LFG), Kinetic Model, Elevated Conditions, Ammonia Concentration
  • محمدرضا بابایی، قنبرعلی شیخ زاده*، علی اکبر عباسیان آرانی

    با توجه به شار حرارتی بالا در تجهیزات الکترونیکی، خنک سازی بهتر این تجهیزات با استفاده از چاه حرارتی میکروکانالی امروزه مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است، اما توجه به کاهش مصرف انرژی یکی از موارد ضروری است که مورد توجه محققان و سازندگان قرار گرفته است. خصوصیات ترموهیدرولیکی و صرفه جویی در انرژی برای نانوسیال هیبریدی حاوی نانوصفحات گرافن-پلاتین با سیال پایه آب در داخل یک چاه حرارتی میکروکانالی منیفولدی برای جریان آرام به صورت عددی برای کسرحجمی های مختلف نانوسیال (02/0=φ، 06/0=φ و 1/0%=φ) و اعدد رینولدز (20 =Re تا 100=Re) بررسی شده است. خواص نانوسیال هیبریدی وابسته به دما در نظر گرفته شد. با توجه به مطالعات انجام شده در این تحقیق، نانوسیال هیبریدی حاوی نانوصفحات گرافن-پلاتین در یک چاه حرارتی میکروکانالی منیفولدی عملکرد انتقال حرارت را بهبود می بخشد. فاکتور یکنواختی خنک کنندگی به عنوان معیاری برای تشخیص مناطق با حرارت بالا با افزایش عدد رینولدز و کسر حجمی نانوسیال کاهش می یابد. عدد ناسلت (Nu) با افزایش رینولدز و کسر حجمی نانوسیال افزایش می یابد. 10/38= Numax برای 100=Re و 1/0%=φ و 17/24= Numin برای 20 =Re و 0=φ به دست می آید. مقاومت حرارتی با افزایش کسر حجمی نانوسیال و عدد رینولدز کاهش می یابد. با افزایش عدد رینولدز و کسر حجمی نانوسیال، افت فشار افزایش می یابد. همچنین، در اعداد رینولدز پایین (20=Re)، اختلاف افت فشار در کسر حجمی های مختلف ناچیز است. برای تمام مقادیر کسر حجمی نانوسیال، مقدار معیار ارزیابی عملکرد (PEC) بیشتر از 1 است که نشان دهنده بهبود راندمان چاه حرارتی میکروکانالی منیفولدی با استفاده از نانوسیال است. همچنین برای تمام مقادیر رینولدز، معیار ارزیابی عملکرد با افزایش کسر حجمی افزایش می یابد. PECmax برای 20 =Re و 02/0%=φ به دست می آید. تفاوت چندانی در معیار ارزیابی عملکرد برای کسرحجمی های بالاتر (06/0% و 1/0%) و اعداد رینولدز بالاتر (40 تا 100) وجود ندارد.

    کلید واژگان: چاه حرارتی میکروکانالی منیفولدی, مشخصات ترموهیدرولیکی, نانوصفحات گرافن-پلاتین, نانوسیال هیبریدی, معیار ارزیابی عملکرد
    MohammadReza Babaei, GhanbarAli Sheikhzadeh *, AliAkbar Abbasian Arani

    Due to high heat flux in electronic equipment, the better cooling of these equipment using microchannel heat sink is of interest to many researchers today. However, paying attention to reducing energy consumption is also one of the essential issues that has attracted the attention of researchers and manufacturers.Thermohydraulic characteristics and energy saving of a water-based graphene nanoplatelet-platinum hybrid nanofluid inside a manifold microchannel heat sink for laminar flow have been  investigated numerically for various nanofluid volume fractions (φ=0.02, 0.06, and 0.1%) and Reynolds number (Re=20 to 100). The Properties of hybrid nanofluid were considered temperature-dependent. According to studies conducted in this research, graphene nanoplatelet-platinum hybrid nanofluid in a manifold microchannel heat sink improves heat transfer performance. Cooling uniformity factor as a criterion for diagnosing of hotspot regions decreases with an increase in Reynolds number and nanofluid volume fraction. Nusselt number (Nu) increases with an increase in  the Reynolds and nanofluid volume fraction. Numax=38.10 is obtained for Re=100 and φ=0.1%  and Numin=24.17 is obtained for Re=20 and φ=0. Thermal resistance decreases with an increase in nanofluid volume fraction and Reynolds number. With an increase in Reynolds number andnanofluid volume fraction, pressure drop increases. Also, at low Reynolds numbers (Re=20), pressure drop differences in different volume fractions are insignifcant. For all nanofluid volume fraction values, the performane evaluation criterion (PEC) value is greater than 1, which indicates the improvement of manifold microchannel heat sink efficiency using nanofluids. Also, for all Reynolds values, the performance evaluation criterion with an increase in volume fraction increases. PECmax for Re=20 and φ= 0.02% is achieved. There is no significant difference in the performance evaluation criterion for higher volume concentrations (0.06% and 0.1%) and higher Reynolds numbers (40 to 100).

    Keywords: Manifold microchannel heat sink, thermohydraulic characteristics, graphene nanoplatelet – platinum (GNP-Pt), Hybrid nanofluid, Performance evaluation criterion (PEC)
  • M. R. Babaei, G. A. Sheikhzadeh *, A. A. Abbasian Arani
    Microchannel heat sink has been employed and as a part of electronic equipment extensively investigated. In this investigation, heat transfer and fluid flow features of laminar flow of water in a manifold microchannel heat sink (MMHS) was numerically simulated. Selected heat flux was 100 W/m^2 and water was as working fluid. The effect of length of inlet/outlet ratio (λ=Linlet/Loutlet), the height of microchannel (Hch), and width of the microchannel (Wch) at Reynolds number (Re) range from 20 to 100 as independent parameters on the fluid flow and heat transfer features were examined. Obtained results demonstrate that in MMHS, the impinging jet on the bottom channel surface, inhibits the growth of hydrodynamic and thermal boundary layers, resulting in an enhanced heat transfer rate. Also, by increasing Re and keeping the geometric parameters constant, the heat transfer rate increases. Based on the present investigation, for low Re, it is better to choose a λ=Linlet/Loutlet >1 and for high Re, choose a λ<1. For low Re, maximum of performance evaluation criterion (PECmax) is obtained at Hch=300µm, and for high Re, PECmax is obtained at Hch=240µm. for Re=20 to 100, the maximum of PECmax is 1.765 and obtained at Re=100 and Hch=240µm.
    Keywords: Manifold microchannel heat sink, thermophysical properties, Heat transfer enhancement, Performance evaluation criterion
  • علی اکبر عباسیان آرانی*، جواد امینی فروشانی، محمد گندمکار

    در این تحقیق تابع تخمین تابش خورشیدی بر اساس جرم هوا و آمار روزهای آفتابی و ابری جهت استفاده در مدل سازی عددی استخرهای خورشیدی معرفی شده است. استخرهای خورشیدی یکی از روش های جذب تابش خورشیدی و ذخیره سازی آن به صورت حرارت با دوره-های ذخیره طولانی مدت می باشند. این تحقیق با کد شبیه سازی یک بعدی، نسبت به تحلیل عملکرد حرارتی استخرهای خورشیدی گرادیان نمک اقدام می نماید. در مدل سازی عددی با حذف فرضیات معمول، شرایط محیطی به صورت واقعی تر لحاظ شده اند. این شرایط دمای محیط متغیر برحسب روز و ساعت، تابعیت خواص محلول آب و نمک از دما و غلظت، متغیر شدت تابش بر حسب زاویه فراز خورشید و تاثیر سایه دیوارها در استخر بوده است. تحلیل گذرا انجام شده و شرایط روز و شب لحاظ شده اند. نوآوری روش مورد استفاده، مربوط به تخمین شدت تابش خورشیدی با استفاده از مفهوم جرم هوا و مقدار ابری بودن آسمان بوده است. رابطه ای نوین جهت محاسبه فاکتور پوشش ابر ارایه نموده، که از آمار روزهای ابری و نیمه ابری محل وقوع استخر استخراج گردیده و شدت تابش با میزان اندازه گیری شده تجربی مقایسه شده است. از رابطه پیشنهاد شده می توان به تخمین شدت تابش برای محل هایی که آمار و یا ابزار و تجهیزات برای ثبت شدت تابش وجود ندارد اشاره کرد. شدت تابش بدست آمده در مدل سازی عددی استخر خورشیدی مورد تحقیق با نتایج تجربی موجود تطابق خوبی دارد.

    کلید واژگان: استخر خورشیدی, شبیه سازی عددی, تخمین شدت تابش, سیستم ذخیره انرژی, انرژی خورشیدی
    Aliakbar Abbasian Arani *, Javad Amini Froshani, Mohammad Gandomkar

    This paper introduces solar radiation estimation function based on air mass and the statistics information about sunny and cloudy days for use in numerical modeling of solar ponds. Solar ponds are one of the methods of absorbing solar radiation and storage it with long storage periods. By using one-dimensional simulation, the performance of salt gradient solar pond is investigated. By removing the usual assumptions, it is attempted to take into account the effects of environmental conditions more realistically. These conditions included the variability of ambient temperature by day and hour, the solubility of salt depend on temperature and concentration, the variability of radiation intensity with respect to the angle of elevation of the sun, and the effect of wall shading on the pond. The analysis is transient and the day and night conditions are included. The innovation was to estimate the intensity of solar radiation using the concept of air mass and the amount of cloudy sky. A relation for the calculation of cloud cover factor, which was extracted using the statistics of cloudy and semi-cloudy days and was compared with empirically amount. The ability of this relationship is to estimate the radiation intensity for locations where statistics or tools and equipment for recording radiation intensity are missing. Presented results show that the radiation intensity is in good agreement with the existing experimental data.

    Keywords: Solar Pond, Numerical Simulation, Solar Intensity Prediction, Storage Energy System, Solar Energy
  • فائزه نجاتی برزکی، قنبرعلی شیخ زاده*، مرتضی خوشوقت علی آبادی، علی اکبر عباسیان آرانی

    امروزه موضوع افزایش انتقال حرارت، توجه زیادی از محققین را برای توسعه انواع مبدل های حرارتی به منظور دستیابی به راندمان بالا، هزینه پایین، وزن سبک و ابعاد کوچکتر، به خود جلب کرده است، در مقاله حاضر با تعبیه مولد گردابه و حفره و جایابی مناسب موقعیت آن ها روی پره ذوزنقه ای، ضریب انتقال حرارت و افت فشار مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور مدل سازی عددی جریان سیال آب در یک کانال مستطیلی در دو رژیم آرام و آشفته و برای 5 مدل با موقعیت های مختلف قرارگیری مولد گردابه و حفره برای پارامترهای هندسی در اندازه ثابت صورت گرفته است. نتایج نشان داد که در هر دو رژیم جریان، با قرارگرفتن حفره در بالا و پایین، افت فشار افزایش می یابد. به منظور انجام مقایسه بهتر بین این موقعیت ها، نسبت ضریب کالبرن به ضریب اصطکاک به دو صورت ساده و توانی تعریف و به کار برده شد و بهترین عملکرد هیدرولیکی- حرارتی برای پره ذوزنقه ای با وجود مولد گردابه در راست و همزمان حفره در وسط، به دست آمد به طوری که در رژیم جریان آشفته، بیشترین مقدار برای نسبت ضریب کالبرن به ضریب اصطکاک (نسبت ساده و نسبت توانی آن) به ترتیب برابر با 0539/0 و 01504/0 برای این موقعیت گزارش شد.

    کلید واژگان: پره ذوزنقه ای, موقعیت مولد گردابه و حفره, افت فشار, ضریب انتقال حرارت, عملکرد هیدرولیکی- حرارتی
    Faezeh Nejati Barzoki, Ghanbarali Sheikhzadeh *, Morteza Khoshvaght Aliabadi, Aliakbar Abbasian Arani

    Today, the issue of increasing heat transfer has attracted a great deal of attention from researchers for the development of a variety of heat exchangers to achieve high efficiency, low cost, lightweight. In this paper, the hydrothermal performance is investigated by incorporating vortex generator and hole and their proper positioning on trapezoidal fin. For this purpose, numerical modeling of water flow in a rectangular channel is performed in two laminar and turbulent flow regimes and for 5 models with different positions of vortex generator and hole in constant size geometric parameters. The results showed that in both flow regimes, the pressure drop was increased by inserting the hole on top and bottom. To create a better comparison, the ratio of the Colburn factor to friction factor was defined and applied in two simple and powerful ways and the best hydraulic-thermal performance was obtained for the trapezoidal fin with the vortex generator on the right and the hole in the middle, so that in the turbulent flow regime, the highest value for the ratio of Colburn factor to friction factor (simple ratio and power ratio) was reported as 0.0539 and 0.01504 for this position, respectively.

    Keywords: Trapezoidal Fin, Vortex Generator, Hole Position, Pressure Drop, Heat Transfer Coefficient, Hydrothermal Performance
  • علی اکبر عباسیان آرانی*، علی عارف منش، آرمین امامی فر

    در این تحقیق، رفتار حرارتی بافت زنده در فرایند گرمادرمانی بوسیله منبع گرمایی الکترومغناطیسی مورد مطالعه قرار می گیرد. اگرچه معادله انتقال حرارت فوریه و غیر فوریه در بافت زنده تحت شرایط مرزی مختلف مطالعه شده است؛ اما، مطالعه بافت چندلایه با در نظر گرفتن اثرات غیرفوریه ای خصوصا به شکل تحلیلی و نیمه تحلیلی کمتر مورد توجه قرار گرفته است. در پژوهش حاضر با استفاده از روش نیمه تحلیلی باقی مانده های وزنی گلرکین، معادلات انتقال حرارت غیرفوریه-ای تاخیر فاز دوگانه در بافت زنده چندلایه به همراه تومور حل شده است. نتایج نشان می دهد که چندلایه در نظر گرفتن بافت به همراه خواص مختص هر لایه، تاثیر به سزایی در توزیع دمای درون بافت خواهد داشت به طوریکه این اختلاف دما پس از گدشت 1800 ثانیه به 2 درجه سانتیگراد می رسد. همچنین، تاثیر عدد ورنوت بر توزیع دمای بافت نشان می دهد که با افزایش زمان آسایش شار، سرعت سیگنال دمایی کاهش می یابد و در نتیجه آن دمای تومور کاهش خواهد یافت. بررسی پارامترهایی مانند دمای سطح پوست و میزان پرفیوژن خون نشان می دهد که خنک کاری بیشتر دمای سطح پوست در طول فرایند گرمادرمانی موجب انتقال نقطه بیشینه دما به عمق بیشتری از بافت می گردد. همچنین کاهش پرفیوژن خون که در تومورهای هیپوکسی اتفاق می افتد موجب افزایش دما در تومور حین فرایند گرمادرمانی می گردد.

    کلید واژگان: انتقال حرارت غیر فوریه ای, روش باقی مانده های وزنی گلرکین, بافت چند لایه, گرمادرمانی
    AliAkbar Abbasian Arani *, Ali Arefmanesh, Armin Emamifar

    In this paper, the thermal behavior of a living biological tissue during electromagnetic radiation thermal therapy is investigated. While, a large number of studies devoted to the Fourier and non-Fourier heat transfer in living tissue are anavilible for different boundary condition, less analytical asnd semi-analytical works exist on the heat transfer in the multilayears tissue. In the present study, semi analytical Galerkin weighted residual method is used to solve the DPL non-Fourier heat transfer equation in the multilayer tissue with a tumor placed in. The results show that considering a multilayer tissue with temperature dependent properties for each layer is very effective on temperature distribution in the tissue, so that 2°C difference in tumor temperature after 1800 s is observed. The effect of the Vernot number on the temperature distribution shows that increasing the flux relaxation time results in reducing the temperature signal velocity and the tumor temperature. The results concerning the skin surface temperature and the blood perfusion rate indicate with lowering the surface temperature, the maximum temperature acces deeper in the tissue. Moreover, the reduction in the blood perfusion rate that accures in the hypoxy tumors results in the increase of the tumors temperatures during the thermal therapy.

    Keywords: Non-Fourier heat transfer, Galerkin weighted residual method, Multilayer tissue, Thermal therapy
  • Ali Akbar Abbasian Arani *, Amin Jahani
    Heat transfer enhancement has been the goal of many researches carried out over the past three decades. Employing the modified fluids, changing the flow geometry, and active methods are among the commonly used techniques. The effects of three referred techniques, employing pulsation flow as active method, nanofluids instead of conventional fluid as modified fluids and helical-coil tube as changing the flow geometry on the fluid flow and heat transfer have been investigated numerically. The results of interests with pulsation flow and non-pulsation flow have been presented. In this research, the results indicated that, the coil pitch tube and coil diameter have a minor effect on the Nusselt number (5 and 7%, respectively). But the Reynolds number has a major effect on the Nusselt number, so that by increasing the Reynolds number from 5000 to 100000, the Nusselt number will be enhanced by more than 200%. The nanofluid pressure drop and heat transfer coefficient increased with nanoparticles volume fraction. In addition, by introducing a concept as the performance evaluation criteria, the mutual effects of the pressure drop and Nusselt number were investigated with referred concept. Performance evaluation criteria revealed that employing the nanofluid in lower Reynolds numbers yields higher effects on the fluid flow and heat transfer.
    Keywords: Nanofluid, Helical-Coil Tube, Pulsating Flow, Pressure Drop, Performance Evaluation Criteria
  • محسن رشیدی نژاد، رضا مداحیان، علی اکبر عباسیانآرانی*

    برج خنک کن مداربسته به عنوان ترکیبی از برج های مرطوب و خشک تعریف شده که در آن آب گرم مانند برج های خشک از درون دسته لوله هایی عبور نموده و هوای محیط به صورت اجباری یا طبیعی از روی آن عبور می نماید. در این روش در زمان هایی که هوای محیط جوابگوی نیاز طرح نیست آب ثانویه به صورت سیکل باز گردش نموده و روی لوله ها پاشیده می شود. در این پژوهش عملکرد یک نمونه از برج خنک کن مرطوب مداربسته به صورت تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا تاثیر شرایط محیطی بر تغییرات دمایی آب فرآیند، آب اسپری و هوای عبوری از برج مورد ارزیابی قرار گرفته و مقادیر ضرایب انتقال جرم و حرارت روی سطح لوله های حاوی آب گرم محاسبه شده است. مطابق با این نتایج، افزایش دما و رطوبت هوای محیط منجر به کاهش ضرایب انتقال جرم و حرارت روی سطح لوله ها می شود. نرخ کاهش ضرایب انتقال حرارت و جرم با افزایش دمای هوای ورودی از دمای 278 تا K288 به ترتیب 3% و 4% و از دمای 288 تا K298 نیز به ترتیب 6 و 7% است. با افزایش دما از 298 تا K308 ضرایب انتقال حرارت و جرم هر دو به یکباره 18% کاهش می یابند و پس از آن مجددا این شیب به 4% می رسد. نرخ کاهش ضریب انتقال حرارت و جرم با افزایش رطوبت نسبی از 10% تا 20% بسیار ناچیز و از 20% تا 40% تقریبا ثابت و از 40% تا 50% کاهش 16% در ضرایب انتقال حرارت و جرم مشاهده شده است.

    کلید واژگان: برج خنک کن مرطوب مداربسته, مدل سازی عددی, ضریب انتقال جرم, ضریب انتقال حرارت, شرایط محیطی
    M. Rashidinejad, R. Maddahian, A.A. Abbasian Arani*

    The closed-circuit cooling tower is described as the combination of both wet and dry cooling towers that hot water passes through the bundle of tubes as in the dry cooling towers and surrounding air passes around them in a forced or natural regimes. Thus, secondary water circulates as an open cycle and is sprayed on the bundle of tubes to preserve the tower cooling process. In the present research, the operation of a model of the closed-circuit wet cooling tower has been investigated numerically and experimentally. The effects of environmental condition on process water temperature, sprayed water temperature and air temperature have been evaluated, and the mass and heat transfer coefficients on the surface of hot water tubes have been calculated. According to these results, surrounding air temperature and humidity increasing decreases the tube outer surface mass and heat transfer coefficients. The mass and heat transfer coefficients rates are decreased by about 3% and 4% between the 278 and 288 K and are 6% and 7% between the 288 and 298 K inlet air temperature, respectively. The mass and heat transfer coefficients are both 18% for air inlet temperature between the 298 and 308 K. After 308 K these values are 4%. The decreasing rate of heat and mass transfer coefficient with increasing relative humidity from 10% to 20% is very low and from 20% to 40% is almost constant, and from 40% to 50% a 16% decrease in heat and mass transfer coefficients is observed.

    Keywords: Closed Circuit Wet Cooling Tower, Numerical Simulation, Mass Transfer Coefficient, Heat Transfer Coefficient, Environmental Condition
  • علی اکبر عباسیان آرانی*، سیاوش غلامی قلعه ناظری

    میدان مغناطیسی، موج دار کردن مبدل و استفاده از ذرات نانو روش های نوینی است که برای بهبود عملکرد سیستم های حرارتی کاربردی می باشد. گردابه های جریانی که به وسیله ی تراشه های بیرون آمده و یا زائده هایی همچون پره یا بالچه تشکیل می گردند در بهبود پدیده انتقال حرارت بسیار موثرند. در این تحقیق به بررسی و مقایسه اثر میدان مغناطیسی و مولد ورتکس بر میدان جریان و انتقال حرارت به صورت تکی و همزمان درون مبدل حرارتی اعوجاجی پرداخته شده است. برای این منظور مبدل حرارتی اعوجاجی در هندسه های مختلف مولد ورتکس تحت میدان مغناطیسی در اعداد هارتمن و رینولدز مختلف نانوسیال شبیه سازی شده است. جریان تراکم ناپذیر با استفاده از معادلات ناویر استوکس، پایستگی جرم، مومنتم و انرژی شبیه سازی شده است. دستگاه معادلات غیر خطی حاکم، با استفاده از حلگر فشار مبنای نرم افزار فلوئنت و بر اساس روش حجم محدود به صورت صریح حل شده اند. معادلات آشفتگی با استفاده از روش بالادست مرتبه اول و همچنین معادلات مومنتم، پیوستگی و انرژی با روش بالادست مرتبه دوم گسسته سازی شده اند. نتایج نشان می دهند که با افزایش عدد رینولدز مقدار عدد ناسلت و ضریب اصطکاک به ترتیب افزایش و کاهش می یابد. همچنین با افزایش عدد هارتمن عدد ناسلت افزایش و ضریب اصطکاک کاهش می یابد.

    کلید واژگان: بهبود انتقال حرارت, مولد ورتکس, جریان مغشوش, مبدل حرارتی اعوجاجی
    Ali Akbar Abbasian Arani *, Siavash Gholami Ghale Nazeri

    Use of a magnetic field, wavy wall heat exchanger and dispersion of nanoscale particles are the new methods for improving the thermal systems performance. Flow vortex, which is formed by means of chips, or appendages such as blades or fins, is very effective in improving the heat transfer rate. In this study, the effect of magnetic field and vortex generator in compulsory displacement is investigated separately and simultaneously. In the present work, a wavy wall heat exchanger is simulated in various geometries of the Vertex generator under magnetic fields in various Hartmann and Reynolds numbers filled with nanofluid. For this propose fluid flow and heat transfer were simulated using Navier Stokes, conservatism of mass, momentum and energy with incompressible flow assumption. The system of nonlinear governing equations is solved explicitly using a fluent software based on the basic pressure solver and finite volume method. Turbulent equations are discriminated using the first order upstream method, as well as momentum, continuity and energy equations with upstream second order method. The results show that with increasing Reynolds number, the Nusselt number and friction coefficient increase and decrease respectively. As the Hartman number increases, the Nusselt number increases and the friction coefficient decreases.

    Keywords: Heat transfer Improvement, Vertex Generator, Turbulent flow, Wavy wall Heat exchanger
  • قنبرعلی شیخ زاده*، سعید خندان سیر، علی اکبر عباسیان آرانی، سید ابوالفضل حسینی جمکرانی

    در این تحقیق، اثر استفاده از نوارهای تابیده بر میزان انتقال حرارت و افت فشار در مبدل دو لوله ای به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، هندسه سه بعدی مبدل حرارتی در دو حالت بدون نوار تابیده و با نوار تابیده مدل سازی شده است. برای بررسی جزییات اثر نوارها از دو نوع نوار تابیده با نسبت پیچش 3 و 5 استفاده شده است. به عنوان نمونه نتایج به دست آمده نشان داد که میزان رشد انتقال حرارت با نوارهای تابیده با نسبت پیچش 3 و 5 نسبت به حالت لوله خالی در عدد رینولدز 20000 به ترتیب حدود 28 و 14 درصد است. از نقطه نظر افت فشار هم بررسی های عددی ضریب اصطکاک متوسط آشکار کرد، در عدد رینولدز 20000، میزان افت فشار لوله های دارای نوار تابیده با نسبت پیچش 3 و 5 نسبت به لوله خالی، به ترتیب به میزان 58 درصد و 34 درصد است.

    کلید واژگان: نوارهای تابیده, چگالش, انتقال حرارت, مبدل حرارتی
    Ghanbar Ali Sheikhzadeh *, Saeed Khandan Siar, AliAkbar Abbasian Arani, Seyed Abolfazl Hosseini Jamkarani

    In this work, influence of the twisted tape insertion on heat transfer rate and pressure drop characteristics in a double pipe has been numerically investigated. For this purpose, a 3-D double pipe heat exchanger with several types of twisted tape designed with two twist ratio (3, 5). The results obtained from the heat exchanges with twisted tape insert are compared with those without twisted tape that is plain heat exchanger. The numerical results revealed that the increase in heat transfer rate of twisted tape inserts with twist ratio 3 and 5 at Re=20000 is found to be 28% and 14% more than plain tube, respectively. It was found that with decrease twisted ratio, the amount of heat transfer rate and pressure drop increase rapidly. And by the point of pressure drop, at Re=20000, the amount of pressure drop of twisted tape inserts with twist ratio 3 and 5 are 58%  and 34% higher than plain tube, respectively.

    Keywords: Twisted tape, condensation, Heat Transfer, heat exchanger
  • A.A. Abbasian Arani *, S. Sadripour, S. Kermani

    In this paper, the forced convection flow in a heat sink collector equipped with stationary and rotational obstacles is studied numerically. Three-dimensional governing equations are solved by control volume approach based on the SIMPLE algorithm and k.. turbulence model. Reynolds numbers are considered in the laminar-turbulent range of 50 < Re < 12,000. The optimization was carried out by variation of related parameters. It is concluded that using heat sink, instead of a customary instrument, increases the outlet temperature from the collector and exergy efficiency due to longer installing of the fluid inside the collector. Also, it is realized that using the stationary and rotational obstacles enhance the outlet fluid temperature (about 2.5°C), energy efficiency and exergy efficiency. Nevertheless, using the rotational obstacles is more effective than the stationary obstacles. While the trend of exergy efficiency variation with effective parameters is increasing, applying the obstacles precipitates the efficiency increment (from 4% to 5.3%). In addition, for the case that the trend of exergy efficiency variation by changing these parameters is decreasing, the decreasing trend gets slow. There is a unique mass flow rate (0.005 kg/s) that the exergy efficiency gets a maximum value and for the higher mass flow rates, the efficiency decreases slightly and then remains unchanged.

    Keywords: Heat Sink Collector, Rotational Obstacles, Exergy Optimization, Forced Convection, Radiation
  • علی اکبر عباسیان آرانی، نرگس حاتمی نصار، محمد رضایی
    در این تحقیق انتقال حرارت جابه جایی ترکیبی نانوسیال آب- مس در یک محفظه ذوزنقه ای با منابع حرارتی روی دیواره های جانبی آن به صورت عددی بررسی شده است. منابع حرارتی روی دیواره های قائم در دماهای Th و Tc واقع شده اند و دیواره های افقی عایق می باشند. جریان جابه جایی اجباری توسط عبور سیال از آن و جابه جایی طبیعی با قرار دادن دیواره چپ در دمایی بالاتر از دیواره راست ایجاد می شود. برای بررسی اثر مکان دریچه ورودی و خروجی، دو حالت بررسی شده است. مقایسه بین نتایج نشان می دهد که نرخ انتقال حرارت در حالتی که ورودی به دیواره سرد نزدیک تر است بیشتر از حالتی است که دیواره گرم نزدیک تر می باشد. نتایج برای مقادیر مختلف کسر حجمی نانو ذرات، عدد ریچاردسون و عدد رینولدز ارائه شده اند. بر اساس نتایج مشاهده شد که به ازای اعداد رینولدز و ریچاردسون مورد بررسی، در یک عدد رینولدز و کسر حجمی مشخص با افزایش عدد ریچاردسون، عدد ناسلت افزایش می یابد و هم چنین در یک ریچاردسون و کسر حجمی مشخص افزایش عدد رینولدز باعث افزایش عدد ناسلت می شود. برای عدد ریچاردسون و رینولدز بالاتر، نانوسیال بر افزایش عملکرد انتقال گرما تاثیر بیشتری دارد.
    کلید واژگان: نانوسیال, مطالعه عددی, جابه جایی توام, محفظه ذوزنقه ای, دریچه ورودی و خزوجی
    Ali Akbar Abbasian Arani, Narges Hatami Nesar, Mohammad Rezaee
    In this work، mixed convection of Cu-water nanofluid in a trapezoidal enclosure with heat source on lateral walls has been numerically investigated. Vertical walls of the enclosure are kept at constant temperatures of Th and Tc، while horizontal walls are insulated. The mixed convection flow has been generated by passing the fluid through the enclosure and natural convection has been، also، investigated by holding the left wall at a temperature higher than the right wall. In order to examine the effect of the ports position، two cases were considered. Comparison between the results indicates that the rate of heat transfer is higher when the inlet port is near the cold wall than the hot wall. The results have been presented for various volume fractions، Richardson and Reynolds numbers. It was observed that for the considered Reynolds numbers and Richardson number، at a given Reynolds number and solid volume fraction، the Nusselt number increases with increasing the Richardson number. Moreover، at a given Richardson number and solid volume fraction، increasing the Reynolds number results in an increase in the Nusselt number. For the higher Richardson and Reynolds numbers، the nanofluid has more effect on the increase of the heat transfer performance.
    Keywords: Nanofluid, Numerical method, Mixed convection, Trapezoid cavity, Inlet, outlet ports
  • علی اکبر عباسیان آرانی، علیرضا آقایی، حمیدرضا احترام
    در مطالعه حاضر، تاثیر حرکت براونی در جابجائی توام نانوسیال آب-اکسید مس داخل یک محفظه با وجود یک منبع گرم مربعی مرکزی به صورت عددی بررسی شده است. منبع گرم در دمای Th و دیواره های محفظه در دمای Tc می باشد. برای تحلیل جابجایی توام از یک برنامه کامپیوتری به زبان فرترن بر اساس روش حجم محدود و الگوریتم سیمپلر استفاده شده است. مطالعه برای کسر حجمی های 0، 02/0 و 04/0 نانوذرات، اعدد ریچاردسون 01/0، 1/0، 1، 10 و 100، عدد گراشف 104 و در نسبت های منظری 2/0، 4/0 و 6/0 انجام شده است. نتایج عددی نشان می دهد که عدد ناسلت متوسط، چه با در نظر گرفتن تاثیر حرکت براونی و چه بدون در نظر گرفتن تاثیر آن، با افزایش عدد ریچاردسن در همه نسبت های منظری کاهش می یابد. در عدد ریچاردسن100 عدد ناسلت متوسط با افزایش کسر حجمی همواره افزایش می یابد ولی در دیگر اعداد ریچاردسن تا رسیدن به کسر حجمی 02/0 عدد ناسلت متوسط افزایش می یابد و پس از آن با افزایش کسر حجمی عدد ناسلت متوسط تقریبا ثابت می ماند. در تمامی حالت های بررسی شده هنگامی که حرکت براونی در نظر گرفته شود، عدد ناسلت متوسط بیشتر از هنگامی است که این حرکت مورد نظر قرار نگیرد. بیشترین مقدار افزایش عدد ناسلت متوسط ناشی از در نظر گرفتن اثر حرکت براونی 31/9 درصد می باشد.
    کلید واژگان: نانوسیال, جابجایی توام, حرکت براونی, خواص متغیر, حل عددی, محفظه مربعی
    A.A. Abbasian Arani, A. Aghaee, H. Ehteram
    This paper presents a numerical study on the mixed convection in an enclosure، with a heat source at its center filled with a water–CuO nanofluid. Central heat source and the wall heat source have Th and Tc respectively. For this purpose we used a Fortran program based on Finite Volume Method and SIMPLER algorithm. The effects of parameters such as volume fraction for 0، 0. 02 and 0. 04، Richardson number for 0. 01، 0. 1، 1، 10 and 100، Grashof equal to 104، as well as aspect ratio 0. 2، 0. 4 and 0. 6 are examined. The results show that the Nusselt number decrease with Richardson number for all aspect ratio with and without Brownian motion effects. At Richardson number equal to 100 average Nusselt number increase with volume fraction while at other Richardson number it increase from 0 to 0. 02 and it has not change after 0. 02. When we consider the effect of Brownian motion average Nusselt number show grater increase at all cases under study. Maximum increase in average Nusselt number is 9. 31 with effect of Brownian motion.
    Keywords: Nonofluid, Mixed convection, Brownian motion, Variable properties, Numerical solution, Square Cavity
  • A. A. Abbasian Arani*, J. Amani, M. Hemmat Esfeh
    A numerical study has been done through an Al2O3–water in a double lid-driven square cavity with various inclination angles and discrete heat sources. The top and right moving walls are at low temperature. Half of the left and bottom walls are insulated and the temperatures of the other half are kept at high. A large number of simulations for a wide range of Richardson number of 0.1 to 10, Reynolds number from 1 to 100, inclination angle of cavity from -90o to 90o and solid volume fraction between 0 and 0.06 are performed. The results are presented in the form of streamline, isotherm and Nusselt number plots. The influence of solid volume fraction of nanofluids and angle of inclination on hydrodynamic and thermal characteristics have been analyzed and discussed. As a result, it was found that the heat transfer increases with increase in solid volume fraction for a constant Reynolds number, heat transfer also increases with increase in Richardson and Reynolds for a particular volume fraction.
    Keywords: Non, uniform wall temperature, Partially heated, Double lid, driven cavity, Mixed convection
فهرست مطالب این نویسنده: 15 عنوان
  • دکتر علی اکبر عباسیان آرانی
    دکتر علی اکبر عباسیان آرانی
نویسندگان همکار
  • دکتر قنبرعلی شیخ زاده
    : 4
    دکتر قنبرعلی شیخ زاده
    استاد مهندسی مکانیک- تبدیل انرژی- گروه حرارت و سیالات، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران
بدانید!
  • این فهرست شامل مطالبی از ایشان است که در سایت مگیران نمایه شده و توسط نویسنده تایید شده‌است.
  • مگیران تنها مقالات مجلات ایرانی عضو خود را نمایه می‌کند. بدیهی است مقالات منتشر شده نگارنده/پژوهشگر در مجلات خارجی، همایش‌ها و مجلاتی که با مگیران همکاری ندارند در این فهرست نیامده‌است.
  • اسامی نویسندگان همکار در صورت عضویت در مگیران و تایید مقالات نمایش داده می شود.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال