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 mehrzad shams

  • مهدی باقریان دهقی، مهرزاد شمس*، پژمان نادری
    با توجه به کاربردهای گسترده و گوناگون الکترواسپری در جنبه های مختلف زندگی انسان ها، این موضوع همواره مورد توجه محققان بوده است. در این مقاله، به بررسی تجربی فرآیند الکترواسپری برای مخلوط اتانول-آب با سه غلظت مختلف %70، %96 و %9/99 پرداخته شده است. در این مقاله، ابتدا مودهای مختلف الکترواسپری برای اتانول %70، براساس تصاویر پرسرعت گرفته شده؛ تعریف و توضیح داده شده اند. در قسمت دوم مقاله، به محاسبه دقیق زاویه مخروط و قطر جت مخروط تیلور برای ابتدا و انتهای ناحیه پایدار الکترواسپری مخلوط اتانول-آب برای سه غلظت %70، %96 و %9/99، پرداخته شده است. برای این منظور، از تصویربرداری پرسرعت و پردازش تصاویر حاصل از آن استفاده شده است. درنهایت، زاویه مخروط و قطر جت خروجی از مخروط برای این سه سیال برای تمامی نقاط شروع و پایان ناحیه پایدار الکترواسپری در دبی های 1/0 تا 1 میلی لیتر بر ساعت محاسبه شده است. میانگین قطر جت برای تمامی نقاط ناحیه پایدار برای سیالات اتانول %70، %96 و %9/99، به ترتیب برابر 43/34، 78/33 و 70/31 میکرون می باشد. علاوه بر این، میانگین زاویه مخروط برای تمام نقاط ناحیه پایدار نیز برای سیالات اتانول %70، %96 و %9/99، به ترتیب برابر 26°/87، 80°/85 و 13°/84 می باشد. درنهایتبنابراین، بیش ترین مقادیر زاویه مخروط و قطر جت مربوط به اتانول %70 و کم ترین آن مربوط به اتانول %9/99 می باشند.
    کلید واژگان: قطر جت, زاویه مخروط, ناحیه پایدار, مخلوط اتانول-آب, الکترواسپری}
    Mahdi Bagherian Dehaghi, Mehrzad Shams *, Pejman Naderi
    Due to the vast and diverse applications of electrospray in various aspects of human life, this subject has always been of interest to researchers. This article discusses the experimental investigation of the electrospray process for the ethanol-water mixture with three different concentrations of 70%, 96%, and 99.9%. In this article, first, different electrospray modes for 70% ethanol, based on high-speed images, are defined and explained. For three concentrations of 70%, 96%, and 99.9% of the ethanol-water mixture, the Taylor cone angle and the jet diameter at the onset and end of the stable electrospray region have been calculated. For this purpose, high-speed imaging and processing of the resulting images have been utilized. The cone angle and the diameter of the jet exiting from the cone for the three fluids have been calculated for all onset and end points of the stable electrospray region for flow rates ranging from 0.1 to 1 mL/h. The average jet diameter for all points of the stable region for 70%, 96%, and 99.9% ethanol fluids is equal to 34.43, 33.78, and 31.70 microns, respectively. Additionally, the average cone angle for all points of the stable region is 87.26°, 85.80°, and 84.13° for ethanol fluids, 70%, 96%, and 99.9%, respectively. Therefore, the highest cone angle and jet diameter values correspond to 70% ethanol, and the lowest values correspond to 99.9% ethanol.
    Keywords: Jet diameter, Cone angle, Stable region, Ethanol-water mixture, Electrospray}
  • محمدرضا صفاریان، فریور فاضلپور*، مهرزاد شمس

    یکی از پرکاربرد ترین مبدل حرارتی، مبدل حرارتی پوسته لوله ای است. هدف از انجام این تحقیق، افزایش انتقال حرارت و کاهش افت فشار با تغییر در سطح مقطع لوله های مبدل حرارتی بود. در این پژوهش، از لوله هایی با سطح مقطع دایروی، بیضوی با زاویه حمله °0 و بیضوی با زاویه حمله °90 استفاده شد. برای Re بین 3000 تا 15000 مقدار افت فشار و ضریب انتقال حرارت را بررسی شد و سپس مدل ترکیبی شامل دو حالت: حالت اول: لوله های دایروی در مرکز پوسته و لوله های بیضوی با زاویه حمله °90 در اطراف پوسته و حالت دوم: لوله های بیضوی با زاویه حمله °90 در مرکز پوسته و لوله های دایروی در اطراف پوسته مورد مطالعه قرار گرفته شد، که نشان دهنده افزایش انتقال حرارت در لوله های بیضوی به خصوص لوله های بیضوی با زاویه حمله °90 نسبت به دایروی است درحالیکه لوله های دایروی کمترین افت فشار را داشتند. استفاده از حالت ترکیبی اول (STHE-CT&ET90°) و حالت دوم (STHE-ET90°& CT) اگر چه موجب افزایش انتقال حرارت به ترتیب برابر با 10% و 3% نسبت به حالت STHE-CT می شود ولیکن موجب افزایش افت فشار نیز خواهد شد.

    کلید واژگان: مبدل حرارتی پوسته لوله ای, لوله های بیضوی, لوله های دایروی, انتقال حرارت, افت فشار}
    MOHAMMADREZA SAFFARIAN, MOHAMMADREZA Fazelpour *, Mehrzad Shams

    One of the most common used heat exchangers is the shell & tube heat exchanger. It has many usages in the oil and gas, petrochemical and pharmaceutical industries. The heat exchanger is the best which has the highest heat transfer rate with the lowest energy consumption. In this research, we want to increase heat transfer and reduce pressure drop by changing the cross section of tubes. We used tubes with different cross section; circular , ellipse with 0° attack angle and ellipse with 90°attack angle. We study pressure drop and heat transfer coefficient for Re between 3000 to 15000. Then two combined models are examined. Case 1: Circular tubes in the center of the shell and elliptical tubes with 90° attack angle around the shell, case 2: Elliptical tubes with 90° attack angle in the center of the shell and circular tubes around the shell. Which indicates an increase in heat transfer in elliptical tubes, especially elliptical tubes with 90° attack angle compared to the circular, while circular tubes have the lowest pressure drop. However the heat transfer in the case 1 (STHE-CT&ET90°) and the case 2 (STHE-ET90°&CT) increase by 10% and 3% compared to the STHE-CT respectively, it caused increasing the pressure drop.

    Keywords: Shell &, Tube Heat Exchanger, Elliptical tubes, Circular Tubes, Heat Transfer, Pressure drop}
  • مهرداد قصبه ای، مهرزاد شمس*

    با افزایش آلودگی زیست محیطی استفاده از انرژی های تجدیدپذیر اهمیت بالایی پیدا کرده است. پیل سوختی غشا پلیمری، یکی از روش‏ های تولید انرژی تجدیدپذیر است که به دلیل بسیاری از مزایای آن، مانند انتشار کم آلودگی و راندمان بالا، در طیف وسیعی از زمینه ‏ها به کار رفته است. در پیل سوختی، ابعاد اجزاء نقش مهمی در عملکرد آن دارد. در این پژوهش، حل عددی در حالت پایا، سه بعدی، دوفاز و دما ثابت انجام شد. اثر ابعاد سطع مقطع کانال، ضخامت غشا، ضخامت لایه‏ نفوذ گاز، ضخامت لایه کاتالیست و اندازه شانه کانال بر عملکرد پیل سوختی غشا پلیمری مطالعه گردید. این آنالیز شامل مطالعه دو شاخص حداکثر چگالی توان و میانگین چگالی جریان است که در طیف وسیعی از ولتاژ‏های عملیاتی بررسی می‏گردد. نتایج نشان می‏دهد که تعیین ابعاد مناسب برای اجزاء پیل، تاثیر زیادی بر بهبود عملکرد می‏گذارد. با مقایسه اثر ابعاد برروی این شاخص‏ها، رتبه بندی متفاوتی به‏دست می‏آید. کاهش عرض کانال و ضخامت غشا پلیمری بیش‏ترین نقش را در تعیین عملکرد پیل دارد. تطابق خوبی بین نتایج شبیه سازی عددی و داده‏های تجربی حاصل گردید.

    کلید واژگان: پیل سوختی غشا پلیمری, چگالی توان, چگالی جریان, آنالیز حساسیت, مدیریت آب}
    Mehrdad Ghasabei, Mehrzad Shams *

    Due to increasing environmental pollution, the use of renewable energies is very important. Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) is for producing renewable energy, which is applied in a wide range of fields due to its many merits, such as low emissions, high power density and high efficiency. Dimension of components of PEMFC plays an important role on its performance. In this article, Numerical solution are performed by assuming two phase, steady and isothermal. The effect of channel dimensions and thickness of gas diffusion layer, catalyst layer and membrane were studied on the performance of the PEMFC. This analysis involves studying two indicators of maximum power density and average current density, which it was investigated in a wide range of voltage operations. The results show that determining proper dimensions for cell components has a great impact on the performance. By comparing the effect of dimensions on two indicators, different rankings are obtained. Channel width and thickness of polymer membrane have the most important role in determining cell performance. Good correspondence between numerical results and experimental data is achieved.

    Keywords: PEMFC, Power Density, Current Density, Sensitive Analysis}
  • Majid Abbasian, Mehrzad Shams *, Ziba Valizadeh, Abouzar Moshfegh, Ashkan Javadzadegan

    The aim of this study is to investigate the effects of non-Newtonian blood rheology models on the wall shear stress (WSS) distribution in a cohort of patients-specific coronary arteries. Twenty patients with diseased left anterior descending (LAD) coronary arteries (with varying degrees of stenosis severity from mild to severe) who underwent angiography and in-vivo pressure measurements were selected to perform computational fluid dynamics (CFD) simulations. Three-dimensional (3D) patient-specific geometries were reconstructed from 3D quantitative coronary angiography. To compare the effects of rheological properties of blood on WSS along the arteries, each artery was divided into 3 segments; proximal (pre-stenosis), stenosis and distal (post-stenosis). Blood was modelled as a Newtonian and non-Newtonian (Carreau-Yasuda, Casson and Power-law) fluid.Our findings showed that the WSS distributions over proximal and stenosis segments were significantly affected by the non-Newtonian properties of blood whereas the effect was negligible over distal segment. On the other hand, the type of non-Newtonian model is important to achieve accurate results over proximal and stenosis regions, but over distal region, it does not matter what model is used. Therefore, to simplify the simulation, the Newtonian model can be acceptable in finding the wall shear stress distribution over the distal region regardless of severity of stenosis.

    Keywords: Atherosclerotic artery, atherosclerosis, non-Newtonian effects, wall shear stress}
  • سید حسین مسروری سعادت*، مظاهر رحیمی اسبویی، مهرزاد شمس، مجید قاسمی

    پیل سوختی پلیمری با ترکیب اکسیژن و هیدروژن و تولید آب، انرژی آزادشده در طی فرایند شیمیایی را به برق تبدیل می کند، لذا به عنوان انرژی پاک بسیار مورد توجه می باشد. مهم ترین موانع در راستای تجاری سازی این فناوری، مشکلات مربوط به کنترل میزان آب تولیدی و مدیریت آن در پیل سوختی، مدیریت گرما و غیره می باشد. موضوع مدیریت آب در پیل های سوختی پلیمری، دراجزای مختلف آن قابل تحقیق است، در کار حاضر به بررسی فرایند حرکت قطرات شکل گرفته در کانال های جریان گاز، مرتبط با پیل سوختی پلیمری به همراه منیفولد های ورودی و خروجی، به منظور فهم صحیح از دینامیک جریان مایع، پرداخته شده است. با توجه به ابعاد کوچک این کانال ها، توازن نیروهای غالب و موثر بر حرکت جریان مایع به سمت کشش و چسبندگی سطحی می باشد، بنابراین، از مدل نیمه تجربی هافمن به همراه روش دوفاز عددی حجم سیال برای شبیه سازی حاضر استفاده شده و هندسه اصلاح شده مورد یررسی قرارگرفته است، در این مطالعه زاویه تماس دینامیک و حرکت دینامیک قطره در یک هندسه کاربردی که شامل منیفولدهای توزیع کننده جریان گاز در پیل سوختی پلیمری می باشد با استفاده از مدل دوفازی حجم سیال مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. اثر شیب دار کردن مقطع منیفولد بر دفع قطرات آب مایع نسبت به حالت مستقیم نیز مورد بررسی قرار گرفته است. با تغییر هندسه منیفولدهای ورودی و خروجی مشکل ایجاد شده در هندسه متداول که موجب انسداد کانال ناشی از آب مایع می شده، بر طرف می شود. درنتیجه اصلاح هندسه سبب بهبود مدیریت آب در کانال ها می شود.

    کلید واژگان: پیل سوختی پلیمری, مدیریت آب, جریان دوفاز, دینامیک قطره, تابع هافمن}
    Sayed Hossein Masrouri Saadat *, Mazaher Rahimi Esboee, Mehrzad Shams, Majid Ghasemi

    For conquering the crisis of the diminution of fossil fuels resources and environmental problems owing to their excessive consumption, some alternative technologies have been introduced. Among these possible choices, the fuel cell technology is a prominent candidate for a large scale and long term energy source. Between different types of fuel cells, the Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC) attracts greatest interest for its noticeable advantages and more over for being a “Green Energy” as it simply generates electricity by combining Oxygen and Hydrogen and producing merely water. However, the most important hindrances in the way of commercializing this technology are those associated with water and heat management in PEM fuel cells. In the present work the dynamic and droplet motion mechanisms is simulated by Volume of Fluid (VOF) two phase technique and implementing of Hoffman function as hysteresis model. In this study, the dynamic contact angle of the droplet motion is considered and the dynamic motion of the droplet is investigated in an application geometry that includes the manifolds of the gas flow distributor in the PEMFC. The effect of the manifold slopes on the discharge of liquid water droplets compare to straight manifold has also been studied. By changing the geometry of the inlet and outlet manifolds, the problem created in conventional geometry, which causes the obstruction of the channel caused by liquid water, is overcome, thus improving geometry improves water management in the channels.

    Keywords: PEM fuel cell, Water management, Two phase flow, Droplet Dynamic, Hoffman function}
  • مهدی قیاسی، مهرزاد شمس*
    هدف از این پژوهش، بررسی پارامترهای هیدرولیکی موثر بر روی عملکرد برج تقطیر و مشخصات هیدرودینامیکی میدان جریان بر روی سینی غربالی در مقیاس صنعتی با استفاده از از شبیه سازی عددی می باشد. از روش دینامیک سیالات محاسباتی برای تحلیل و پیش بینی رفتار جریان بهره گرفته شد. هندسه مورد نظر، شامل فضای بین دو طبقه از برج تقطیر به همراه بخش ناودانی می باشد. پس از ترسیم هندسه و شبکه بندی آن در نرم افزار گمیبت، تحلیل میدان سه بعدی جریان به کمک نرم افزار فلوئنت شکل گرفت. از مدل دوفازی اویلری- اویلری برای شبیه سازی جریان دوفازی و مدل k-ε RNG جهت مدل سازی آشفتگی استفاده گردید. اعتبارسنجی نتایج، با استفاده از داده های آزمایشگاهی سولاری و بل و رابطه تجربی ارائه شده توسط کلول انجام شد. توزیع سرعت و کسر حجمی مایع و گاز در مکان های مختلف بر روی سینی و اطراف آن مشخص شد. اثر دبی حجمی ورودی مایع و گاز و هم چنین هندسه بند بر روی پارامترهای مرتبط با عملکرد سینی نظیر ارتفاع مایع زلال و ارتفاع ناحیه کف مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاکی از آن بود که کاهش آشفتگی جریان گاز و مایع موجب بهبود عملکرد سینی های برج تقطیر خواهد شد.
    کلید واژگان: برج تقطیر, سینی غربالی, ارتفاع مایع زلال, دینامیک سیالات محاسباتی, جریان دوفاز گاز- مایع}
    Mehdi Ghiyasi, Mehrzad Shams *
    The purpose of this research was to investigate the hydraulic parameters affecting the performance of the distillation column and the hydrodynamic characteristics of the flow field on the industrial scale-sieve tray using numerical simulation. Computational fluid dynamics method was used for analyzing and predicting flow behavior. The desired geometry including the space between two trays of the distillation column and the down comer region was considered. After plotting geometry, three dimensional grids were generated in Gambit software and the analysis of the flow field was traced in Fluent software. The Eulerian-Eulerian approach was applied to simulate two-phase flow and k-ε RNG model for turbulence modeling. Validation of the results was done successfully using Solari and Bell experiment data and the correlation presented by Colwell. The velocity distribution and volume fraction of liquid and gas in different zones were determined. The influence of inlet volumetric flow rate of liquid and gas, as well as the geometry of the weir, on parameters related to the tray performance such as clear liquid height and froth height were investigated. The results indicated that a better separation would occur in lower gas and liquid loads.
  • حسن علیمرادی، مهرزاد شمس*، زیبا ولی زاده
    در این پژوهش، به مدل سازی جریان جوشش مادون سرد آب و نانوسیال با سیال پایه آب در کانال هایی با سطح مقطع متفاوت با قطر هیدرولیکی یکسان پرداخته شده است. در ابتدا جوشش مادون سرد سیال خالص در کانال ها با استفاده از دیدگاه اویلر - اویلر بررسی شد. نتایج حاصل از این قسمت با داده های آزمایشگاهی تطابق بسیار خوبی داشتند. در ادامه تاثیر نانوذرات بر جریان جوشش مادون سرد دراین کانال ها مورد مطالعه قرار گرفت. نانوذرات اکسید مس با قطر 40 نانومتر در ورودی به این جریان تزریق شد. جوشش نانوسیال با درنظر گرفتن سه فاز مایع، بخار و نانوذرات جامد مدل سازی شد. برهم کنش فاز مایع و بخار با استفاده از دیدگاه اویلر- اویلر مورد مطالعه قرار گرفت. برای بررسی حرکت نانوذرات در سیال پیوسته از دیدگاه اویلر – لاگرانژ استفاده شد. آب، بخار و نانوذرات به ترتیب سیال پیوسته، سیال پراکنده و جامد پراکنده در نظر گرفته شدند. بعد اعتبارسنجی مدل حاضر، جوشش نانوسیال در کانال های مختلف مدل سازی شد. تغییرات کسر حجمی و دما به عنوان دو پارامتر مهم در طول کانال ها به دست آمد. طبق نتایج به دست آمده مشخص شد، در غلظت های کم نانوذرات (Kg/s 0.001)کانالی با مقطع مستطیلی دارای بیش ترین تغییرات کسر حجمی بخار نسبت به جوشش سیال خالص و در غلظت های بیش تر (0.005 Kg/s)کانالی با مقطع مربعی شکل بیش ترین تغییرات را از آن خود کرده اند.
    کلید واژگان: مدل سازی عددی, کانال های مختلف, جوشش مادون سرد نانوسیال}
    Hasan Alimoradi, Mehrzad Shams *, Ziba Valizadeh
    In this research, subcooled flow boiling of water and water-based nanofluid in the different channels cross sections with the same hydraulic diameter is simulated. The subcooled flow boiling of water in the channels is studied by Euler – Euler model. The results of this part was matched with the experimental data very well. To study the effects of nanoparticles in the subcooled boiling flow, copper oxide nanoparticles with 40 nm in diameter were injected at the inlet to the flow. The nanofluid subcooled boiling is simulated by considering three phases, liquid, vapor and nanoparticles. The water and vapor interaction is simulated by Euler-Euler approach; and the motion of nanoparticles in the continuous fluid is modeled by Euler – Lagrange model. Water, vapor and nanoparticles were considered continuous fluid, dispersed fluid and dispersed solid, respectively. After model validation, boiling of nanofluids was modeling in different channels. Volume fraction and temperature variations is obtained along the channels. The results showed that, at low concentrations of nanoparticles (0.001 kg/s) rectangular channels and at higher concentrations (0.005 kg/s) square channels have the greatest changes in vapor volume fraction compared to pure water boiling.
    Keywords: Numerical Simulation, Different channels, Nanofluid subcooled boiling}
  • امیرحسین قاسمی، مهرزاد شمس *، محمد مهدی هیهات
    در این مطالعه به بررسی عملکرد جداکننده ی گاز مایع استوانه ای و تاثیر تغییر پارامترهای هندسی ورودی سیکلون و شبیه سازی آن ها به روش دینامیک سیالات محاسباتی پرداخته شده است. پس از انتخاب شبکه بندی مناسب برای هندسه ی سیکلون، تاثیر تغییر پارامترهای هندسی ورودی بر مقدار حمل مایع از بالا و مقدار حمل گاز از پایین مطالعه گردید. پارامتر های هندسی به خصوص هندسه ی ورودی تاثیر به سزایی در بهبود عملکرد سیکلون دارند. در این طراحی، سطح مقطع ورودی، زاویه ی ورودی و ارتفاع ورودی از کف سیکلون به طور همزمان بهینه شدند. از مدل آر- اس- ام برای شبیه سازی جریان آشفته استفاده شده و جریان دوفازی نیز با استفاده از روش اویلر- اویلر مدل سازی شده است. مطابق این شبیه سازی ها مقدار حمل گاز از زیر با کاهش زاویه ی ورودی کاهش می یابد و یک نقطه ی بهینه برای حمل گاز از زیر با تغییر ارتفاع ورودی و تغییر سطح مقطع ورودی سیکلون وجود دارد. همچنین یک نقطه ی بهینه برای حمل مایع از بالا با تغییر پارامترهای هندسی ورودی نظیر سطح مقطع ورودی و ارتفاع ورودی از کف سیکلون به دست می آید. افزایش زاویه ی ورودی باعث کاهش حمل مایع از بالا می گردد. در مدل بهینه مقدار حمل گاز از پایین کاهش یافته و حمل مایع از بالا به صفر می رسد.
    کلید واژگان: جداکننده استوانه ای گاز مایع, بهینه سازی چند هدفه, حمل مایع از زیر, حمل گاز از بالا}
    Amirhosein Ghasemi, Mehrzad Shams *, Mohammad Mahdi Heyhat
    In this study, performance of gas liquid cylindrical cyclone separators and the effect of changing geometrical parameters of cyclone separators entrance are investigated. The cyclone is simulated with computational fluid dynamic methods. After choosing a suitable mesh grid for the cyclone and checking grid independency, the effect of changing entrance geometry on gas carry under and liquid carry over is investigated. Geometrical parameters, especially inlet geometrical parameters, have considerable effect on optimizing cyclone separators performance. RSM model is used for turbulence simulation of the flow and two phase flow is simulated using Eulerian- Eulerian approach. In this simulation, inlet cross section, inlet angle and inlet height relative to the cyclone bottom part are optimized. Results show that GCU decreases with decreasing nozzle’s inlet angle. An optimum point for GCU was given with changing inlet altitude relative to the bottom of the cyclone and inlet nozzle’s width. An optimum point for LCO was obtained with changing inlet altitude and inlet nozzle width. Increasing inlet angle causes a decrease in LCO. In optimum model, gas carry under decreases significantly and liquid carry over is eliminated.
    Keywords: Gas liquid cylindrical cyclone, Multi objective optimization, Gas carry under (GCU), Liquid carry over (LCO)}
  • علی بزرگ نژاد، مهرزاد شمس، همایون کنعانی، محمدرضا هاشمی نسب
    وجود آب در پیل سوختی غشا پلیمری به دلیل تامین رطوبت مورد نیاز غشا جهت تامین رسانایی یونی ضروری می باشد؛ ولی انباشت بیش از اندازه آب مایع در پیل که به عنوان پدیده طغیان شناخته می شود، به دلیل کاهش تعداد مسیرهای گازهای واکنش دهنده در لایه نفوذ گاز و مکان های واکنش لایه کاتالیست و افزایش افت انتقال جرم، باعث افت عملکرد پیل می گردد. در این پژوهش با استفاده از تصویربرداری اپتیکال، جریان دوفاز درون کانال جریان کاتد یک پیل سوختی غشا پلیمری شفاف با کانال تک مارپیچ به صورت نا پایا و میانگین زمانی مورد بررسی قرار گرفته است. نسبت طول آب پوشانی و میانگین زمانی آن، که به ترتیب معیاری از آب مایع موجود در هر لحظه و میانگین زمانی آن در کانال جریان کاتد می باشد، محاسبه شده است. نتایج این پژوهش نشان می دهد که با افزایش استوکیومتری، کاهش رطوبت نسبی و افزایش دمای گازهای ورودی در دو سمت کاتد و آند، میزان آب مایع انباشته شده در کانال جریان کاتد در حالت های نا پایا و میانگین زمانی کاهش می یابد. در حالات نا پایا و میانگین زمانی، تاثیر استوکیومتری آند بر میزان آب مایع انباشته شده در کانال کاتد، بیشتر از تاثیر استوکیومتری کاتد می باشد.
    کلید واژگان: پیل سوختی غشاپلیمری, آب, تصویربرداری اپتیکال, نسبت طول آب پوشانی, حالت ناپایا}
    Ali Bozorgnezhad, Mehrzad Shams, Homayoon Kanani, Mohammad Reza Hashemi Nasab
    Water is needed to providing proper hydration of membrane and its ionic conductivity in polymer electrolyte membrane fuel cells، but excess water accumulation known as flooding phenomenon decreases the passing way of reactants in the GDL and reaction sites on catalyst layer and increases mass transport loss and leads to performance loss of polymer electrolyte membrane fuel cells. In the present work، the two-phase flow in the cathode channel of transparent polymer electrolyte membrane fuel cell with single serpentine flow field is visualized by direct optical imaging in unsteady and time averaged states. Then the water coverage length ratio and the average of water coverage length ratio are derived as a scale of water content of the cathode channel in the unsteady and time averaged states. In the unsteady and time averaged states، by increase the stoichiometry، decrease the relative humidity and inlet gases temperature in anode and cathode sides، the accumulated liquid water in the channels reduces. The effect of anode stoichiometry on the amount of water in the cathode channel in the unsteady and time averaged states is more than the cathode stoichiometry.
    Keywords: PEMFC, Water, Optical Visualization, Water Coverage Length Ratio, Unsteady State}
  • مهدی آهنگر، رضا ابراهیمی، مهرزاد شمس
    در این پژوهش یک الگوریتم محاسباتی عددی برای حل معادلات دوبعدی تقارن محوری حاکم بر جریان پلاسمای درون رانشگر، جهت تعیین رفتار جریان سیال و توزیع مشخصه های الکترومغناطیسی، توسعه داده شده است. بدین منظور برای محاسبه بردار شار جابه جایی از روش رو، برای تعیین مشخصه های جریان از روش موج هشتم پاول و برای افزایش دقت حل عددی از روش OMUSCL2 استفاده شده است. با توجه به وجود انبساط های قوی سرعت بالا در مجاورت نوک الکترودها، رابطه اصلاح شده HHT برای جلوگیری از وقوع شوک انبساطی به کار گرفته شده است. به منظور همخوانی بهتر نتایج عددی و تجربی، زیر مدل های شیمیایی و فیزیکی از قبیل مدل یونش چند مرحله ای، اثر هال، اثر ریزناپایداری های میکروسکوپیک، مدل چند-دمایی، معادله حالت واقعی و اثر خواص انتقالی در نظر گرفته شده اند. نتایج شبیه سازی عددی برای یک رانشگر آزمایشگاهی ارائه شده و توزیع جریان و پتانسیل الکتریکی به دست آمده، در مقایسه با نتایج تجربی تطابق خوبی را نشان می دهند.
    کلید واژگان: معادلات هیدرودینامیک مغناطیسی, اثر هال, نیروی لورنتز, انتقال غیرعادی, مدلسازی عددی}
    Mahdy Ahangar, Reza Ebrahimi, Mehrzad Shams
    In this study، a two-dimensional، axisymmetric، computational Algorithm has been developed to simulate the plasma flowfield in a MPD thruster for the purpose of determining the flow behavior and electromagnetic characteristics distribution. The solution employs Roe’s flux vector difference method in combination with Powell’s characteristics-splitting scheme. To ensure the stable high-accuracy solution، new modification of MUSCL technique so called OMUSCL2 method is used. According to being supersonic strong gasdynamic expansion near the electrodes tip، HHT entropy correction is employed. Further improvements to the physical model، such as the inclusion of relevant classical transport properties، a real equation of state، multi-level equilibrium ionization models، anomalous transport، and multi-temperature effects، that are essential for the realistic simulation MPD flows، are implemented. Numerical results of a lab-scale thruster are presented، whereby comparison with experimental data shows good agreement between the predicted and measured enclosed current and electric potential.
    Keywords: Magnetohydrodynamic Equations, Hall Effect, Lorentz Force, Anomalous Transport, Numerical Modeling}
  • Mehrzad Shams, Reza Ebrahimi
    A Lagrangian-Eulerian numerical scheme for the investigation of bubble motion in turbulent flow is developed. The flow is analyzed in the Eulerian reference frame while the bubble motion is simulated in the Lagrangian one. Finite volume scheme is used, and SIMPLEC algorithm is utilized for the pressure and velocity linkage. The Reynolds stresses are modeled by the RSTM model of Launder. Upwind scheme is used to model convective fluxes. The Guassian Filter White Noise is incorporated to simulate the turbulent fluctuation velocities. The bubble diameter is found by the use of Rayleigh-Plesset equation. Various forces in the equation of motion of the bubble are considered. The Buoyancy, Saffman lift, drag, pressure, and change of volume forces are carefully applied. The effects of all of these forces on bubble path are also examined. The bubbles are created in the low pressure zones, and then traced in the flow field. It is observed that the bubble diameter is highly dependent on the mean stream pressure, and its location. The results are compared with the other published works, and have an acceptable accuracy.
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