مدل سازی مبتنی بر توزیع گاوسی برای پیش بینی عمق برش پروفیل های کرف برای مواد انعطاف پذیر ماشین کاری شده توسط واترجت ساینده

Gaussian distribution-based modeling of cutting depth predictions of kerf profiles for ductile materials machined by abrasive waterjet

نکات مهم
چکیده تصویری
چکیده
1 مقدمه
2 رویکرد تحلیلی
3 راه اندازی به صورت تجربی
4 نتیجه و بحث
5 نتیجه‌گیری
منابع

چکیده
این مطالعه برای پیش‌بینی عمق برش تحت پارامترهای مختلف فرآیندی، مدلی را برای برش واترجت ساینده (AWJ) برای پروفیل برشی سایشی ارائه می‌کند. این مدل که از توزیع گاوسی پیروی می‌کند، به لحاظ تجربی مورد تایید قرار گرفته‌است. علاوه‌براین، تاثیر ویژگی‌های ابعادی و پارامترهای فرآیندی در هندسه شیار برش مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. مشاهده شد که فشار آب، سرعت جریان ساینده و سرعت پیشروی لوله فوکوس، شیب جداره شیار برش را بدون هیچ گونه تغییری در عرض آن تغییر داده‌است. با این وجود، فاصله توقف (SOD) عرض شیار برش را تغییر می‌دهد، در صورتی که شیب جداره شیار برش تغییرات جزئی را در پی دارد. علاوه‌براین، رابطه بین انرژی جت (فوران آب)، عمق برش و عرض شیار برش، بر اساس مشتق‌گیری مرتبه اول پروفیل شیار برش به دست آمده مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. نتایج تجربی حاکی از آن است که: 1) بین عمق برش و کاهش توزیع انرژی جت یک رابطه خطی وجود دارد؛ 2) انرژی جت در قسمت لبه بالا و پایین شیار برش، از کمترین میزان توزیع برخوردار است. مدل پیش‌بینی‌کننده عمق برش و توزیع انرژی جت، متعاقباً امکان بهینه‌سازی پارامترهای فرآیندی در فرآیند AWJ را فراهم می‌آورد.

2- رویکرد تحلیلی
در ماشین‌کاری سایشی با واترجت(AWJ) ، شکل‌های مختلف شیار برش بیانگر ظرفیت ماشین‌کاری برای زدودن مواد مختلف تحت شرایط مختلفی هستند. از این رو، تقسیم عمق برش در ماشین‌کاری به بخش‌های مختلف و تحلیل و بررسی پروفیل فرسایش می‌تواند مفید باشد. با افزایش عمق برش، جت لق می‌شود و به راحتی به سمت پایین تغییر جهت می‌دهد. این فرآیند نمی‌تواند تضمین کند که نفوذ کاملی به قطعه کار صورت بگیرد و موجب آسیب فرسایشی ثانویه در قسمت پایین کانتور می‌شود. یک مدل مبتنی بر هندسه شیار برش فرسایش و پارامترهای فرآیندی نیز برای بهینه‌سازی عمق برش هنگام ماشین‌کاری قطعه کار با جت ارائه شد.

Hlaváč و همکاران (24) برای تعیین پروفیل و ساختار سرعت، از هیدرودینامیک‌ها و دیدگاه‌های غیرمعمول در مورد تشکیل جت مایع درون نازل استفاده کردند. همانطور که در شکل 1 نشان داده شده و با توجه به هندسه شیار برش در حین ضربه، فرض بر این است که پروفیل‌های شیار برش دارای توزیع گاوسی در فرایند ریز برش هستند.

که در اینجا h، H و dw به ترتیب نشاندهنده عمق برش، حد عمق برش، و عرض شیار برش هستند. df نیز به عرض شیار برش متناظر در نیمۀ عمق برش اشاره دارد، و نشاندهنده انحراف استاندارد است.تغییر در عرض شیار برش بر پایه توزیع گاوسی همانند خود شیار برش بود، در حالی که تغییر در پروفیل عمق برش با عرض توزیع گاوسی شباهت داشت. بدین ترتیب، رابطه بین عمق برش h و عرض شیار برش dw را می‌توان بصورت زیر نشان داد:

مطالعه تجربی بهینه سازی فرآیند انتقال حرارت دیواره ذخیره حرارتی پمپ حرارتی در سنگ اطراف تونل در منطقه سردسیر

Experimental Study on Heat Transfer Process Optimization of Heat Storage Wall of the Heat Pump in Tunnel Surrounding Rock in the Cold Region

چکیده

1 مقدمه

2 مدل فیزیکی

3 متدولوژی

4 نتایج آزمایش

5 نتیجه گیری

منابع

چکیده

در خصوص تونل ها در مناطق سردسیر یا بسیار سرد، مشکل نشت در بازه زمانی آب شدن برف ها در بهار بسیار شایع است، که باعث آسیب های متنوع به تونل به دلیل یخ زدگی می شود. با استفاده از انرژی زمین گرمایی سنگ اطراف در پروژه ی تونل، به ویژه پروژه ی تونل زیر لایه ی همیشه یخبندان، سیستم پمپ حرارتی تونل ناحیه ی سرد قابلیت بهبود و ارتقای راندمان انرژی کلی گرمایشی را دارد زیرا درجه حرارت جانبی مربوط به تبخیر پمپ حرارتی افزایش می یابد، که بیشتر به درد تأسیسات ساختمانی پشتیبان محیط اطراف می خورد. با الهام از این سیستم و فناوری بنای کوپلینگ فعال و غیرفعال، نوع بازیابی حرارتی مدل دیوار ذخیره سازی حرارتی در این تحقیق پیشنهاد شده است. با شرح فرآیند انتقال حرارت و گرما در راتباط با نوع بازیابی حرارتی دیوار ذخیره سازی حرارتی و انجام تحقیقات تجربی، امکان پذیری و اثربخشی آن تأیید می شود. نتایج نشان می دهند زمانی که دمای هوای محیط بیرون در اورومچی تقریبا -7°C ~ -15°C است و تابش کلی نورخورشید در لحظه به بازه ی 0~1108 W/m2 می رسد، این نوع دیوار می تواند هوای گرم نزدیک دیوار ایجاد کند که دمای آن 11.89°C بالاتر از دمای محیط است تا یک منبع گرمای با کیفیت برای پمپ حرارتی منبع هوا را زمانی که دما پایین است فراهم کند، که به موجب آن راندمان و کارایی سیستم حرارتی پمپ حرارتی منبع هوا را به طور قابل ملاحظه ای ارتقا می دهد. بدون تجهیزات فتوولتائیک و فتوترمال، نوع بازیابی حرارتی دیوار ذخیره سازی حرارتی میتواند میزان استفاده از انرژی خورشیدی را به 13% تا 20%، حتی حداکثر تا 36% برساند.

2- مدل فیزیکی
نوع بازیابی حرارتی دیوار ذخیره سازی حرارتی در شکل 1 نشان داده شده است، که متشکل از دیوار استاندارد ساختار صرفه جویی در انرژی، لایه ی میانی هوا، و ورق پوششی شفاف است. هوا بدون دمای محیط بیرون از طریق صفحه ی روزنه دار یا اوریفیس پلیت در بخش پایین تر لایه ی میانی هوا وارد می شود و از صفحه ی روزنه دار بالایی هم شار و هم جریان می شود و پس از آن به پورت مکش هوای تبخیر کننده ی پمپ حرارتی منبع هوا فرستاده می شود.

لایه ی میانی هوا ضخامتی برابر با 200 mm دارد، و اندازه ی صفحه ی دیوار ذخیره سازی حرارتی عرضی برابر با 1500 mm و ارتفاع 2000 mm دارد. سه اوریفیس (روزنه) روی دیوار زیر لایه ی میانی هوا باز می شوند تا اجازه دهد هوای بیرون وارد لایه ی میانی هوا شده، و اندازه ی روزنه (اوریفیس) 4 × 15 cm است. اندازه ی اوریفیس در مرکز بالای لایه ی میانی هوا شبیه به کانال فن ϕ 16 cm است. جدول 1 فهرستی از پارامترهای فیزیکی نشان داده شده با هر لایه ی دیوار محفظه را ارائه می کند و نوع بازیابی حرارتی دیوار ذخیره سازی حرارتی در شکل 2 نشان داده شده است. ضریب جذب تابش خورشیدی سطح بیرونی دیوار برابر است با αwall=0.75.

3- متدولوژی
بارزترین تفاوت بین یک چنین دیوار ذخیره سازی حرارتی و دیوار ذخیره سازی حرارتی معمولی حالت جریان هوا در ارتباط با لایه ی میانی می باشد. تبادل گرما روی سطح دیوار ذخیره سازی حرارتی معمولی یک همرفت و انتقال گرمای طبیعی می باشد؛ هوا در لایه ی میانی نوع بازیابی حرارتی دیوار ذخیره سازی حرارتی مجبور به همرفت می شود. فرآیند انتقال حرارت نوع بازیابی حرارتی دیوار ذخیره سازی حرارتی سه بخش دارد: صفحه ی پوششی شفاف، لایه ی میانی هوا، و ساختار دیوار سنگین [22]، و فرآیندهای انتقال گرما و تبادل گرما در شکل 3 نشان داده شده اند.

تأثیر مواد سطحی مختلف و زمان تابش فراصوت بر پایداری و خصوصیات ترموفیزیکی نانوسیالات ترکیبی

Impact of different surfactants and ultrasonication time on the stability and thermophysical properties of hybrid nanofluids

چکیده

1- مقدمه

2-روش تحقیق

2-1 آماده سازی نانوسیالات

2-2 تصویربرداری میکروسکوپی انتقال الکترون

2-3 ارزیابی پایداری نانوسیالات

2-4 اندازه گیری ویژگی های ترموفیزیکی

3- نتایج و بحث

3-1 توصیف

3-2 تحلیل طیف سنجی UV-vis

3-3 ویژگیهای ترمو فیزیکی

4- نتیجه گیری

چکیده

نانوسیالات گرافینی توجه بیشتری را در میان محققان به خود جلب کرده اند زیرا دارای رسانایی گرمای بسیار زیاد هستند. در تحقیق کنونی نانوسیالات هیبربدی پایدار از طریق پراکنش نانو صفحات گرافین(GnPs) و دی اکسید تیتانیوم (O۲i T)در ترکیبی از آب مقطر و اتیلن و گلیکون با استفاده از یک روش دو مرحله ای تولید شده اند. برای حذف مقایسه، GnPs در داخل مایع پایه یکسان پراکنده می شود و به عنوان نانو سیال نامگذاری می شود. تاثیر مواد سطحی مختلف و زمان تابش فراصوت برپایداری نانو سیالات با استفاده از روش رسوب گیری تحلیل پتانسیل و آزمون سقف تعیین می شوند. مشاهده شده است که اضافه کردن هگزا دسیبل قوی متیلامونیوم (CTAB) دارای پایداری بیشتری در تمام تحلیل ها می باشد و حداقل رسوب گیری تا ۴۰ روز اتفاق می افتد. ویژگیهای ترموفیزیکی نان و سیالات دارای (CTAB) از ۲۰درجه تا ۷۰ درجه برای غلظت های 172%-75%-5%-25%نانو ذرات اندازه گیری شده اند. حداکثر رسانای گرمایی برای مایع پایه در صورت وجود غلظت 747/ 23برای% wt ۱ CooH- GnP % در دمای 60 درجه سانتی گراد مشاهده شده است نانو سیالات هیبریدی دارای رسانای گرمایی بیشتر در مقایسه با ناتو سیالات مقدار ۳۰ تا ۵۰ درجه سانتی گراد هستند. نانوسیالات موجود هیبریدی رفتار نیوتنی نشان می دهد که در آن فشار کششی به صورت خطی همراه با افزایش سرعت واکنش افزایش می یابد. نانوسیالات موجود با غلظت wt ۱ % از دارای بیشترین ویسکوزیته در 40 درجه سانتی گراد است و این مقدار %54/ 42 و%58/ 4بیشتر از مایع پایه و % wt ۱ % نانو سیالات هیبریدی است. ویژگی های ارتقا یافته نانوسیالات هیبریدی می تواند به عنوان ابزار جایگزین انتقال گرما در نظر گرفته شود.

4- نتیجه گیری

پایداری، رسانایی گرمایی و ویسکوزیته نانوسیالات TiO2 (COOH-GnP)-از 30 تا 70 درجه سانتی گراد با چهار غلظت مختلف (0. 1 wt% 0. 025, 0. 05, 0. 075,) تعیین شده اند. فراصوتی کردن در 90 دقیقه برای تولید ترکیب نانوسیالات بسیار پایدار از طریق افزودن CTAB یا SDBS کافی می باشد. بر اساس نتایج بدست آمده از تحلیل های متعدد پایداری، این نتیجه بیان شد که CTAB بهترین ماده سطحی برای تثبیت این نانو سیال ترکیبی است. رسانایی حرارتی نانو سیالات همراه با دما و غلظت نانو ذرات افزایش می یابد و بیشترین افزایش (23. 74%) در دمای 60 درجه سانتی گراد و 0. 1 wt% مشاهده شده است. نانو سیالات ترکیبی دارای رسانایی حرارتی بالاتری در مقایسه با نانو سیالات COOH-GnP در تمام غلظت ها با دمای کمتر هستند (30 تا 50 درجه سانتی گراد). این بدین معناست که مونو نانو سیالات در دمای 60 درجه سانتی گراد (تمام غلظت ها) برتر از نانو سیالات ترکیبی هستند. رسانایی حرارتی بالا برای COOH-GnP مهم ترین عامل برای افزایش رفتار حرارتی نانو سیالات مونو و هیبریدی می باشد. فشار کششی زمانی افزایش می یابد که نانو ذرات به مایع اصلی اضافه شود. ویسکوزیته نانو ترکیبات مونو و هیبریدی نشان دهنده اختلاف 6% در غلظت 0. 1 wt% و دمای 4 درجه سانتی گراد می باشد. ویژگی افزایش حرارت با افزودن نانو ذرات بیانگر این است که این نانو سیال جدید ترکیبی می تواند به عنوان ابزاری برای انتقال گرما باشد.

Abstract

Graphene based nanofluids are getting more attention among researchers due to their exceptional thermal conductivity. In the present study, stable hybrid nanofluids were produced by dispersing graphene nanoplatelets (GnPs) and titanium dioxide (TiO2) in a mixture of distilled water and ethylene glycol (DW/EG) using a two-step method. For comparison purpose, GnPs were dispersed into the same base fluid and labelled as mono nanofluid. The impact of different surfactants and sonication time on nanofluids’ stability was determined by sedimentation method, zeta potential analysis, and absorbency test. It was observed that the addition of hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB) showed the highest degree of stability in all analyses, with minimal sedimentation up to 40 days. Thermophysical properties of nanofluids with CTAB were measured from 30 °C to 70 °C at 0.1, 0.075, 0.05, and 0.025 wt% concentrations of nanoparticles. The maximum thermal conductivity enhancement of base fluid was found to be 23.74% when 0.1 wt% of COOH-GnP was added at 60 °C. Hybrid nanofluid showed higher thermal conductivity than mono nanofluid at all concentration and temperature ranged from 30 to 50 °C. Both mono and hybrid nanofluids showed Newtonian behaviour in which shear stress increased linearly with increasing shear rate. Mono nanofluid with 0.1 wt% concentration showed the highest viscosity at 40 °C, which was 32.54% and 4.85% higher than base fluid and 0.1 wt% hybrid nanofluid, respectively. The enhanced properties of this hybrid nanofluid could be used as an alternate heat transfer medium in an automobile cooling system.

4- Conclusion

The stability, thermal conductivity, and viscosity of (COOH-GnP)- TiO2 nanofluids were determined from 30 °C to 70 °C with four different concentrations (0.025, 0.05, 0.075, and 0.1 wt%). Ultrasonication of 90 min was sufficient to produce highly stable hybrid nanofluids with the addition of CTAB or SDBS. Based on multiple stability analyses, CTAB was found to be the best surfactant to stabilise this hybrid nanofluid. Thermal conductivity of nanofluids increased with both temperature and concentration of nanoparticles, with the most significant enhancement (23.74%) observed at 60 °C and 0.1 wt%. Hybrid nanofluid showed higher thermal conductivity than COOH-GnP nanofluid at all concentration with lower temperature (30 to 50 °C), which means mono nanofluid surpass hybrid nanofluid at 60 °C (all concentration). High thermal conductivity of COOH-GnP was found to be the dominant factor to enhance thermal behaviour of both mono and hybrid nanofluids. Shear stress was increased when nanoparticles were added into the base fluid. Viscosity of both mono and hybrid nanofluids showed about 6% of difference at 0.1 wt% concentration and 40 °C working temperature. The enhanced thermal property by adding nanoparticles suggested this novel hybrid nanofluid could be used as an alternate heat transfer medium.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تأثیر مواد سطحی مختلف و زمان تابش فراصوت بر پایداری و خصوصیات ترموفیزیکی نانوسیالات ترکیبی

Impact of different surfactants and ultrasonication time on the stability and thermophysical properties of hybrid nanofluids

مطالعه تطبیقی عملکرد سیستم گرمایش از کف با انرژی خورشیدی در اقلیم های متمایز

Comparative study of solar-powered underfloor heating system performance in distinctive climates

چکیده
1-مقدمه
2- روش‌شناسی
3- داده‌های آب‌وهوایی و تابش
4- نتایج و بحث
5- نتیجه‌گیری
منابع

چکیده
 بر اساس آمار سازمان بین‌المللی انرژی، بخش ساختمان بیشترین مصرف جهانی انرژی را به خود اختصاص می‌دهد و بیش از 1/3 ‌انتشار گازهای گلخانه‌ای در سال 2013 مربوط به بخش ساختمان بوده است. از انرژی‌های تجدیدپذیر نظیر انرژی خورشیدی می‌توان برای تامین نیاز کامل یا جزئی ساختمان استفاده کرد. در این مطالعه، جمع‌کننده‌های گرمایی خورشیدی بکار گرفته شده‌اند تا آب گرم موردنیاز برای سیستم گرمایش از کف فراهم شود. سه شهر ایرانی تبریز، تهران و جزیره کیش با شرایط آب‌وهوایی مختلف برای اهداف این تحقیق انتخاب شدند تا عملکرد سیستم گرمایش از کف مبتنی بر انرژی خورشیدی در شرایط آب‌وهوایی متمایز سنجیده شود. به علاوه، یک تحلیل اقتصادی به منظور امکان‌سنجی سیستم پیشنهادی نیز صورت گرفت. از نرم‌افزار دیزاین‌بیلدر (Design Builder) برای شبیه‌سازی عملکرد انرژی ساختمان استفاده شد. نتایج حاکی از آن بود که مصرف سوخت سالیانه در ساختمانی مجهز به تاسیسات جمع‌کننده‌های خورشیدی در تهران، تبریز و جزیره کیش به ترتیب 39/125، 58/303 و 41/1 مگاوات بر ساعت نسبت به ساختمانی با سیستم گرمایشی معمولی، کاهش داشته است. دوره بازگشت سیستم برای تهران، تبریز و جزیره کیش به ترتیب 2/8، 4/9 و 1/12 سال بدست آمد. 

2- روش‌شناسی
2-1 توصیف ساختمان
یک ساختمان هتل معمولی به عنوان مورد مطالعاتی انتخاب شد. این ساختمان در کل مساحتی برابر 12000 متر مربع و 6 طبقه داشته و بخش‌های آن شامل لابی، اتاق‌ها، اتاق کنفرانس، رستوران‌ها، یک فضای بازی برای کودکان، سالن ورزشی و یک محیط اداری بود. اطلاعات مربوط به ویژگی‌های ساختمان و حرارت ساطع‌شده درونی برای دوره شبیه‌سازی‌شده را می‌توان در جدول 1 مشاهده کرد. یک طرح دوبعدی از ساختمان در شکل 1 تصویر شده است. ساختمان با استفاده از نرم‌افزار دیزاین بیلدر شبیه‌سازی شد که یک ابزار مدلسازی پیشرفته برای ساختمان است و دوره مورد نظر از ماه دسامبر تا فوریه (سه ماه) در نظر گرفته شد. مواد معمول در ساخت‌وساز بناهای ایران در این ساختمان درنظر گرفته شد. مواد و خواص آنها در جدول 2 آمده است. نسبت پنجره به دیوار در کل ساختمان برابر 30% در نظر گرفته شد.

برای دست‌یافتن به ملزومات گرمایشی، یک سیستم رمایش از کف در ساختمان تعبیه شد. سیستم گرمایش از کف نسبت به دیگر سیستم‌های گرمایشی، گرما را به بهترین نحو توزیع می‌کند. به علاوه این سیستم با دمای آب بین 40 تا 50 درجه سانتی‌گراد کار می‌کند در حالیکه دیگر سیستم‌ها نظیر رادیاتورهای چسبیده به دیوار به دمای آبی بین 60تا 70 درجه سانتی‌گراد نیاز دارند. برای تامین آب موردنیاز جهت سیستم گرمایشی، جمع‌کننده‌های خورشیدی با بویلر تلفیق شد. طرح شماتیکی از سیستم گرمایشی در شکل 2 به نمایش درآمده است. سیستم مذکور از سه حلقه تشکیل شده است: حلقه خورشیدی، گرمایش کف و حلقه آب گرم. سیال کاری توسط جمع‌کننده‌های خورشیدی گرم می‌شود. آنگاه این سیال به مخزن گرمایش آب وارد می‌شود و آب را گرم می‌کند. یک هیتر کمکی برای گرمایش آب نیز در سیستم تعبیه شده است تا اگر مقدار حرارت کافی نبود، گرمای کافی را فراهم آورد. برای رسیدن به دمای مطلوب، یک شیر دمایی در نظر گرفته شد. دمای آب گرم‌شده روی 45 درجه سانتی‌گراد تنظیم شد. یک بویلر پشتیبان نیز با استفاده از گاز طبیعی کار می‌کند حرارت اضافی را برای سیستم هیتر کمکی گرمایش آب فراهم می‌کرد.

2 طراحی جمع‌کننده خورشیدی
برای کاهش مقدار مصرف سوخت در بویلر از سیستم گرمایش خورشیدی استفاده شد. جمع‌کننده‌های صفحه تخت شیشه‌ای در مجموع مساحتی برابر 968 متر مربع داشته و روی سقف تعبیه شدند. مشخصات جمع‌کننده‌های خورشیدی در جدول 3 آمده است. پس از بررسی کردن شکل‌های مختلف و تاثیرات ایجاد سایه روی جمع‌کننده‌ها، بهترین چینش آن بود که جمع‌کننده‌ها در 6 ردیف و در هر ردیف 80 جمع‌کننده استفاده شود. مدل سه‌بعدی ساختمان و نحوه قرارگیری جمع‌کننده‌ها در شکل 3 به نمایش درآمده است.

مبدل گرمایی کارآمد انرژی برای سیستم های تهویه

Energy efficient heat exchanger for ventilation systems

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

مبدل گرمایی کارآمد انرژی برای سیستم های تهویه

Energy efficient heat exchanger for ventilation systems

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

یک سیستم خنک کننده هوشمند و مدل کنترل جهت بهبود مدیریت حرارتی موتور

An intelligent cooling system and control model for improved engine thermal management

نکات برجسته
چکیده
1 مقدمه
2 اجزای سیستم خنک کننده هوشمند
۲.۱ فن الکتریکی
۲.۲ ترموستات
۲.۳ پمپ اب الکتریکی
3 طرح کنترل
۳.۱ تعیین دمای بهینه
۲.۳ طرح کنترل
4 اعتبار سنجی
5 نتایج شبیه سازی
6 نتیجه گیری
تشکر
کلید واژه
منابع

چکیده

مدل کنترلی سیستم خنک کننده موتور برای کاهش مصرف سوخت و انتشار گاز های آلاینده موتور توسعه یافته است. این کار با استفاده از  اجزای خنک کننده موتور قابل کنترل شامل پمپ آب الکتریکی، فن الکتریکی و ترموستات گرمکن دار انجام شده است. این طرح بر اساس خصوصیات گرفته شده از  موتور ۱.۴ لیتری مورد آزمایش می باشد. نتایج شبیه سازی سیستم خنک کننده هوشمند تحت عملکرد چرخه NEDC (استاندارد جدید دوره رانندگی اروپایی) بر اساس استفاده از مدل گرفته شده این موتور با سیستم خنک کننده معمولی مقایسه شده است. نتایج نشانگر کاهش مصرف سوخت به اندازه ۱.۱٪ و کاهش تولید هیدروکربن و کربن مونوکسید به ترتیب به اندازه ۵.۳٪ و ۶.۱٪ می باشد. عملکرد موتور در تمام بخش های چرخه NEDC از جمله گرم کردن و تحت بارگذاری سنگین و سبک، بهبود یافته است. در شرایطی که هنگام شروع به کار کردن موتور، موتور سرد نباشد، استفاده از پمپ آب الکتریکی بسیار سودمند است. به عنوان مثال، اگر دمای اولیه خنک کننده ۸۰ درجه باشد،  انرژي مصرفی پمپ آب الکتریکی از نصف انرژي مصرفی پمپ آب مکانیکی کمتر است. اجزای سیستم های خنک کننده مرسوم در شرایط کاری مختلف موتور کارایی کافی نداشته و انرژی بیشتری نیز مصرف می کنند. این امر باعث افزایش مصرف سوخت و تولید گازهای آلاینده بیشتری می شود. با توجه به پتانسیل سیستم خنک کننده خوشمند در کاهش مصرف سوخت و کاهش گازهای آلاینده، تعویض اجزای مکانیکی مرسوم خنک کننده با اجزای قابل کنترل با قابلیت کنترل مستقیم  مطلوب خواهد بود.

1 مقدمه

افزایش بازده موتور علاوه بر توانایی کاهش مصرف سوخت، می تواند انتشار گاز های گلخانه ای  در محیط را کاهش دهد. به این ترتیب از هر ۲ لحاظ اقتصادی و محیط زیستی مفید است تا تکنولوژی های توسعه و بهبود دهیم که همزمان آلایندگی های محیط زیستی را کاهش داده و بازده موتور را افزایش دهد. تحقیقات مختلف راه حل های متفاوتی برای کاهش آلایندگی هوا بخاطر رفت و آمد های جاده ای  پیشنهاد داده اند [1, 2]. در میان این پیشنهادات، تکنولوژی هایی وجود دارند که بر اصلاح خنک کاری موتور و نیاز های حرارتی خودرو متمرکزند [3].

یک روش محتمل قابل توجه برای کاهش آلایندگی هوا، مدیریت شرایط احتراق در یک بازه دمایی بهینه، وابسته به بارگذاری و سرعت موتور می باشد. در این شرایط نه تنها مصرف سوخت کاهش می یابد بلکه آلایندگی هوا نیز با بهبود شرایط عمل احتراق موتور کاهش می یابد.با کنترل دقیق دمای احتراق می توان آلایندگی های تولیدی از احتراق ناقص را کاهش و حتی از بین برد.

Abstract

A controlling model for the cooling system of an engine was developed in order to reduce fuel consumption and engine emissions through the use of controllable engine cooling components including an electrical water pump, an electrical fan, and a heated thermostat. The model was based on engine characteristics that were derived from experiments on a 1.4 L engine. The results of simulations using the derived engine model showed that fuel consumption is decreased 1.1% and hydrocarbon and carbon monoxide emissions are reduced 5.3% and 6.1%, respectively, for the intelligent cooling system under NEDC cycle operation compared to a conventional cooling system. Engine performance was improved over all parts of the NEDC cycle, including engine warm up and both high and low engine load conditions. In non-cold start situations, the integration of an electrical water pump proved especially beneficial. For instance, if the initial coolant temperature is equal to 80 °C, the energy consumption for an electrical water pump is less than half of that of a mechanical water pump. Considering both the potential fuel savings and emission reductions, it is beneficial to substitute the active controllable components described in this work for conventional mechanical components that provide insufficient cooling during various engine operation conditions while requiring greater energy to both increase fuel efficiency and reduce pollutant emissions.

1 Introduction

Increasing engine efficiency can result not only in fuel savings, but also in the reduction of greenhouse gases and other environmental pollutants emitted into the atmosphere. Thus, it can be both economically and environmentally beneficial to develop and improve technologies that can simultaneously reduce environmental pollutants and increase fuel efficiency in engines. Numerous studies have presented different solutions to decrease air pollutants created by road traffic[1, 2]. Among these technologies are those considering a revision of the engine cooling and the thermal needs on board the vehicle [3].

One potentially significant method for reducing air pollution is maintaining combustion conditions within an optimum temperature range related to load and engine speed. In such a case, not only will fuel consumption be reduced, but pollutant emissions will also be reduced by improving combustion operating conditions. By carefully controlling combustion temperature, pollutants resulting from incomplete combustion can be reduced or eliminated.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

یک سیستم خنک کننده هوشمند و مدل کنترل جهت بهبود مدیریت حرارتی موتور

An intelligent cooling system and control model for improved engine thermal management

ارتقای بهره وری فن کارخانه سیمان

Cement Plant Fan Efficiency Upgrades

چکیده

1) مقدمه

2) چرا راندمان مهم است؟

3) فرآیند تقویت فن ID پیش‌گرمکن

4) چالش‌ها و راه‌حل‌ها

5) خلاصه

چکیده

فن برج خنک‌کننده (ID) پیش‌گرمکن، فن آسیاب مواد خام و فن ID کیسه‌خانه همگی مصرف‌کننده‌های اصلی برق در کارخانه سیمان‌اند. با توجه به چنین بازار پرتکاپو و رقابتی، اگر ضروری نباشد، دستکم عاقلانه است که این فن‌ها و سیستم خنک‌کننده‌شان ارزیابی شوند تا راندمان عملیاتی بهینه شود تا بدین طریق اسب بخار ورودی و، در نتیجه، برق مصرفی ذخیره شود. این سیستم‌های تقویت‌کننده کاهنده مصرف نیز می‌توانند میزان انتشار گازها و اثر کلی کربن را تا حد قابل‌توجهی کاهش دهند. زمانی که گردنده یکی از فن‌های ID پیش‌گرمکن مشکل تعمیرات یا نگهداری پیدا کرد و به پایان طول عمر عملیاتی‌اش رسید، فرصتی در کارخانه سیمان بوجود آمد. پیش‌بینی پرسنل کارخانه ثابت کرد که اگر این قطعه تعویض شود، تقویت گردنده باید بررسی شود، به خصوص با توجه به این موضوع که تأمین‌کننده برق آن تخفیفاتی برای صرفه‌جویی در مصرف برق ارائه می‌کرد. این مقاله تاریخچه موردی را ارائه می‌کند که همه چالش‌های تعویض طرح گردنده اصلی کهنه تیغه شعاعی با طرح پربازده‌تر قوسی پس‌گرد جدیدی که بدرستی انتخاب شده‌ است را در بر می‌گیرد. نتیجه این تعهد به مدرنیزاسیون برق موردنیاز ورودی را به شدت کاست و سبب صرفه‌جویی عملیاتی زیادی شد که بازده سرمایه قابل‌توجهی نیز به همراه داشت.

5- خلاصه

تقویت فن‌های پیش‌گرمکن با چالش‌ها و موانعی همراه بود. این کار نیاز به تصمیم‌گیری و مهارت تولیدکننده فن و کارخانه سیمانی داشت که با این مشکلات مواجه بودند تا این کار را به موفقیت برسانند. سرانجام، کارخانه سیمان طرح گردنده‌ای با راندمان بالا ارائه کرد که عملکرد مطمئنی داشت، و با توجه به طرح‌هایی که اداره برق داشت طی مدت کوتاهی سبب بازگشت سرمایه می‌شد و برای سالیان زیادی نیز بازدهی داشت (شکل ۹). پروژه‌هایی نظیر این نه تنها برای شرکت سودمندند، بلکه برای مردم شهر مجاور، ایالت و حتی کشور نیز پرمنفعت‌اند. این کاهش در مصرف برق ظرفیت الکتریکی را، بدون هیچ سرمایه‌گذاری برای تولیدکننده و تأمین‌کننده برق، به مصرف‌کنندگان آتی باز می‌گرداند. همچنین، با کاهش گازهای گلخانه‌ای و حفاظت از منابع طبیعی برای نسل‌های آینده از مضرات آن برای محیط زیست می‌کاهد. پروژه‌ای نظیر این یک پیشنهاد برد-برد برای همه محسوب می‌شود. در واقع این پروژه نمونه‌ای بود تا از فرصت‌های بیشتر برای کاهش مصرف انرژی، صرفه‌جویی در هزینه‌ها، حفاظت از محیط زیست و منابع طبیعی استفاده شود.

Abstract

The preheater induced draft (ID) fan, the raw mill fan, and the baghouse ID fan are all major consumers of electrical power in a cement plant. Given such a fierce, competitive marketplace, it is wise, if not imperative, to evaluate these fans and their draft systems to optimize operating efficiency to save input horsepower and, in turn, consumed electrical power. These power-reducing upgrades can also substantially reduce the emissions and the overall carbon footprint of the process. An opportunity arose at a cement plant while the rotor of one of the preheater ID fans was becoming a maintenance issue and reaching the end of its operational life. The foresight of plant personnel reasoned that if it had to be replaced, an upgrade of the rotor should be considered, particularly considering the fact that their electricity provider was offering rebates for power savings. This paper presents a case history including all the challenges along the way to replace the original, antiquated radial blade rotor design with a more efficient, properly selected, and modern backward curved design. The result of this commitment to modernization dramatically lowered the input electrical requirements creating considerable operational savings with an attractive rate on the return of investment.

V- SUMMARY

Upgrading the preheater fans was not without challenges and setbacks. It took the resolve and the ingenuity of both the fan supplier and the cement plant working through these issues to make this endeavor a successful one. In the end, the cement plant has an efficient rotor design that reliably operates, provided a short period to return on investment when including the incentives from the electrical power provider and will continue to pay back for many years to come (Fig. 9). Projects such as these are not only beneficial to the company doing it, but they also benefit the immediate community, the state, and even the nation. This reduction in electrical consumption gives back electrical capacity to future customers without any capital investment to the electrical power producer and supplier. It also reduces impact on the environment by lowering greenhouse gases as well as conserving natural resources for future generations. In closing, a project such as this is a winwin for everyone. It sets an example for others to follow as there are many more opportunities to reduce energy consumption, save money, protect the environment, and conserve natural resources.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

ارتقای بهره وری فن کارخانه سیمان

Cement Plant Fan Efficiency Upgrades

مطالعه تجربی بر روی چرخه تبرید جذب انرژی خورشیدی با آلومینای فعال و کربن فعال به عنوان جاذب

Experimental study on solar-powered adsorption refrigeration cycle with activated alumina and activated carbon as adsorbent

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

مطالعه تجربی بر روی چرخه تبرید جذب انرژی خورشیدی با آلومینای فعال و کربن فعال به عنوان جاذب

Experimental study on solar-powered adsorption refrigeration cycle with activated alumina and activated carbon as adsorbent

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

عملکرد گرمایی یک کالکتور هوای خورشیدی جدید CPC با آرایش تخت میکرولوله گرمایی

Thermal performance of a new CPC solar air collector with flat 1 micro-heat pipe arrays

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

عملکرد گرمایی یک کالکتور هوای خورشیدی جدید CPC با آرایش تخت میکرولوله گرمایی

Thermal performance of a new CPC solar air collector with flat 1 micro-heat pipe arrays

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

عملکرد خنک سازی یک برج خنک کننده خشک مکش طبیعی تحت جریان باد مخالف و یک روش حصارسازی جهت ارتقای بازدهی خنک سازی

The cooling performance of a natural draft dry cooling tower under crosswind and an enclosure approach to cooling efficiency enhancement

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

عملکرد خنک سازی یک برج خنک کننده خشک مکش طبیعی تحت جریان باد مخالف و یک روش حصارسازی جهت ارتقای بازدهی خنک سازی

The cooling performance of a natural draft dry cooling tower under crosswind and an enclosure approach to cooling efficiency enhancement

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.