در این پژوهش، اثر قطر و کسر حجمی نانوسیال بر ویژگی‌های جریان و انتقال حرارت با استفاده از نوار‌های زاویه‌دار در یک مبدل حرارتی با مقطع دایره‌ای، به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. معادلات پیوستگی، مومنتوم و انرژی با استفاده از روش حجم محدود حل شده است. دیواره لوله با شرایط مرزی شار حرارتی یکنواخت حرارت داده می‌شود. در این مطالعه، از چیدمان رو به جلو جهت قراردادن نوار زاویه‌دار به صورت 4 پره و عدد رینولدز 10000 استفاده شده است. اثرات زوایه شیب 10 درجه و گام‌ نوار زاویه‌دار 50 میلی‌متر برای نانو‌ذره اکسید آلومینیوم با کسر‌های حجمی مختلف از 1 تا 4 درصد و قطر‌های مختلف نانوذره از 20 تا 50 نانومتر که در یک سیال پایه (آب) مخلوط شده‌اند، استفاده شده است. مقابسه نتایج تحلیل عددی با روابط موجود، همگرایی خوبی را نشان می‌دهد. نتایج حل عددی نشان می‌دهد، عدد ناسلت و معیار ارزیابی عملکرد با کاهش اندازه نانوذرات از 30 تا 20 نانومتر به ترتیب در حدود 8 % و 16 % افزایش می‌یابند. ضمن اینکه با کاهش قطر‌های نانوذرات بر ضریب اصطکاک تاثیر چندانی نمی‌گذارد. میزان افزایش عدد ناسلت و معیار ارزیابی عملکرد با افزایش کسر حجمی نانوذرات به ترتیب در حدود 18% و 15 % بوده است. افزایش کسر حجمی نانوذرات تغییر ناچیزی بر ضریب اصطکاک داشته است. آب کمترین عدد ناسلت را دارد. همچنین نانوسیال نسبت به سیال پایه‌، دمای دیواره لوله را بیشتر کاهش داده است که این خود بیانگر مزیت استفاده از نانوسیالات در ﺑﻬﺒﻮد اﻓﺰاﯾﺶ ﻋﻤﻠﮑﺮد ﺣﺮارﺗﯽ ﺳﯿﺴﺘﻢ است. Manuscript profile

گل حفاری یکی از مهمترین و اساسی ترین ملزومات عملیات حفاری چاه های نفتی و گازی است. بهینه سازی خواص سیال حفاری منجر به کاهش زمان و هزینه های حفاری می‌شود. گل حفاری پایه آبی یکی از انواع سیال حفاری است که بدلیل سازگاری با محیط زیست بصورت عمده در عملیات حفاری چاه ها کاربرد دارد. در این پژوهش به منظور بالا بردن بازدهی این نوع سیال حفاری از نانو ذرات گرافن و سیلیکون اکسید به نسبت وزنی برابر در گل حفاری پایه آبی استفاده شده است. این پژوهش به بررسی اثر غلظت های مختلف (۲۵/۰، ۵/۰، ۷۵/۰ و ۱ درصد کسر حجمی) این نانوذرات بر خواص مختلف سیال حفاری از قبیل گرانروی پلاستیکی، نقطه واروی، استحکام ژله ای ۱۰ دقیقه و ۱۰ ثانیه، حجم صافاب گل و ضریب هدایت حرارتی پرداخته است. تمامی آزمایشات خواص رئولوژیکی بر پایه استاندارد (API RP 13B) انجام شده است. از روش سیم داغ گذرا برای تعیین ضریب هدایت حرارتی سیال استفاده شده است. نتایج نشان می دهد افزایش نانوذرات تاثیر بسزایی بر خواص رئولوژیکی و ترموفیزیکی گل حفاری پایه آبی داشته و سبب کاهش ویسکوزیته پلاستیک (15 درصد)، کاهش حجم صافاب (25 درصد) و استحکام ژله ای و همچنین افزایش ضریب هدایت حرارتی به میزان 16 درصد در کسر حجمی 1 درصد می گردد. Manuscript profile

در پژوهش تجربی حاضر، شکل‌گیری الگوی جریان حلقوی در لوله عمودی با جریان دوفازی ناهمسو به کمک تکنیک ثبت و پردازش تصاویر مورد بررسی قرار گرفته است. پس از تفکیک رژیم جریان‌های دو فاز ایجاد شده، محدوده سرعت ظاهری هوا (پایین به بالا) و آب (بالا به پایین) به ترتیب 20.94-3.66 متر بر ثانیه و 0.31-0.06 متر بر ثانیه برای جریان حلقوی می‌باشد. ضریب اصطکاک بین سطحی (فاز مایع و گاز) بر حسب پارامترهای هیدرودینامیکی جریان مورد ارزیابی قرار گرفته است. مقایسه متوسط انحراف نتایج حاصله از پژوهش حاضر در مقایسه با پژوهش‌های پیشین نشان از تطابق مناسب نتایج دارد. همچنین تنش برشی بین سطحی برای دو لوله آزمایش در الگوی جریان دوفازی ناهمسو در رژیم جریان حلقوی محاسبه و ارزیابی شده است. در این پژوهش ضریب اصطکاک بین سطحی (فاز مایع و گاز) نیز در قالب یک رابطه همبستگی جدید وابسته به عدد رینولدز جریان گاز و عدد رینولدز جریان مایع با ضریب همبستگی 0.98R2= ارائه شده است. Manuscript profile

در این پژوهش، تأثیر زاویه انحراف محدود جریان دوفازی در یک لوله عمودی بر تشکیل ضخامت فیلم مایع با استفاده از تکنیک ثبت و پردازش تصاویر مورد بررسی قرار گرفته است. برای ایجاد الگوی جریان حلقوی، از جریان ناهمسوی آب و هوا در سه لوله شفاف با قطرهای بین 25 تا 75 میلیمتر استفاده گردید. پس از تجزیه و تحلیل نتایج الگوی جریان حلقوی برای محدوده‌های مختلف سرعت ظاهری و عدد رینولدز جریان گاز و مایع، به همراه اقطار مختلف لوله، ضخامت بیشینه و کمینه فیلم مایع و نسبت آنها ارزیابی و ارائه شد. همچنین، مقادیر ضخامت معادل فیلم مایع در لوله‌های زاویه‌دار به صورت بی‌بُعد نسبت به ضخامت یکنواخت فیلم مایع در حالت عمودی کامل ارائه شد. نتایج پژوهش حاضر نشان می‌دهد که با تغییر زاویه انحراف از 90 به 85 درجه، نسبت ضخامت فیلم بیشینه به ضخامت فیلم کمینه افزایش می‌یابد و همچنین ضخامت معادل فیلم مایع با کاهش روبرو بوده که این نتایج با تحقیقات قبلی نیز تطابق قابل قبولی دارد. همچنین آنالیز عدم قطعیت نشان می‌دهد که عدم قطعیت در ارزیابی تجربی ضخامت فیلم مایع حداکثر 4.9 درصد می‌باشد که در محدوده قابل قبول قرار دارد. Manuscript profile

کاهش مصرف انرژی امروزه از اهمیت بالایی برخوردار است، با توجه اینکه ساختمان‌های مسکونی سهم قابل توجهی در مصرف انرژی دارند، بنابراین راهکارهای کاهش مصرف انرژی در این بخش می‌تواند تأثیر زیادی بر کاهش مصرف انرژی کشورها داشته باشد. در این پژوهش تجزیه و تحلیل انرژی یک ساختمان با استفاده از اثرات استفاده از شکاف هوایی در دیوارها بر میزان کاهش مصرف انرژی انجام شده است. جهت بررسی نتایج ابتدا با استفاده از نقشه‌های اتوکد مراحل طراحی ساختمان در نرم افزار DesignBuilder شبیه‌سازی شد و برای محاسبات انرژی نیز از موتور EnergyPlus استفاده شده است. برای بررسی تاثیر استفاده از شکاف هوایی در دیوارها بر کاهش مصرف انرژی، سه ضخامت مختلف شکاف هوایی (1cm و 2.5cm و 5cm) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج شبیه‌سازی انرژی برای این سه دیوار مختلف با دیوار پایه نشان می‌دهد که، استفاده از شکاف هوایی سبب کاهش مصرف انرژی کل و بارهای گرمایشی و سرمایشی در ماهای مختلف سال در ساختمان شده است بطوریکه بار سرمایشی ماهیانه ساختمان در گرمترین ماه سال به ترتیب 3/10، 8/12 و 14 درصد، و در سردترین ماه سال بار گرمایشی ساختمان به ترتیب 8/32، 3/42 و 2/48 درصد کاهش داشته است، همچنین مصرف انرژی گرمایشی سالیانه ساختمان به‌ترتیب 7/25، 9/30 و 6/33 درصد کاهش و انرژی سرمایشی سالیانه به‌ترتیب 3/8، 10 و 9/10 درصد کاهش دارد که با توجه به مصرف بالای انرژی سرمایشی سالیانه ساختمان درصد قابل توجهی می‌باشد. Manuscript profile