مدل‌سازی
آتنا شهرکی؛ مهدی خجسته پور؛ محمودرضا گلزاریان؛ الهام آذرپژوه
چکیده
این مطالعه با هدف شبیه‌سازی انتقال حرارت و جرم در طول خشک کردن رفرکتنس ویندو برای ژل آلوئه‌ورا انجام شده‌است. با کمک نرم‌افزار کامسول مولتی فیزیکس (COMSOL Multiphysics) یک مدل سه‌بعدی برای حل معادلات انتقال حرارت و جرم ایجاد شد. بدین منظور معادلات دیفرانسیل انتقال حرارت و جرم به‌صورت هم‌زمان و وابسته به هم حل شدند. مدل فوق با شرایط اولیه، ...
بیشتر
این مطالعه با هدف شبیه‌سازی انتقال حرارت و جرم در طول خشک کردن رفرکتنس ویندو برای ژل آلوئه‌ورا انجام شده‌است. با کمک نرم‌افزار کامسول مولتی فیزیکس (COMSOL Multiphysics) یک مدل سه‌بعدی برای حل معادلات انتقال حرارت و جرم ایجاد شد. بدین منظور معادلات دیفرانسیل انتقال حرارت و جرم به‌صورت هم‌زمان و وابسته به هم حل شدند. مدل فوق با شرایط اولیه، دمای آب 60، 70، 80 و 90 درجه سلسیوس و ضخامت ژل آلوئه‌ورا 5 و 10 میلی‌متر در نظر گرفته شده‌است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی نشان داد زمان خشک کردن مورد نیاز برای کاهش رطوبت ژل آلوئه‌ورا از 110 به 0.1 گرم آب بر گرم ماده خشک در طول خشک کردن رفرکتنس ویندو در دمای آب 60، 70، 80 و 90 درجه سلسیوس برای ژل آلوئه‌ورا با ضخامت 5 میلی‌متر به‌ترتیب 120، 100، 70 و 50 دقیقه و برای ژل آلوئه‌ورا با ضخامت 10 میلی‌متر به‌ترتیب 240، 190، 150 و 120 دقیقه بود. همچنین سرعت خشک شدن برای ژل آلوئه‌ورا با ضخامت 5 میلی‌متر به‌ترتیب 0.915، 1.099، 1.57 و 2.198 گرم آب بر دقیقه و برای ژل آلوئه‌ورا با ضخامت 10 میلی‌متر به‌ترتیب 0.457، 0.578، 0.732 و 0.915 گرم آب بر دقیقه بود. بنابراین نتایج حاصل از شبیه‌سازی، مطابق داده‌های تجربی مقالات مشابه است و هرچه دمای آب بالاتر و ضخامت محصول کم‌تر باشد، محصول سریع‌تر خشک می‌شود.
مدل‌سازی
فرخ معتضدیان؛ مرتضی تاکی؛ روح اله فرهادی؛ مصطفی رحمتی جنیدآباد
چکیده
این تحقیق، به شبیه‌سازی جریان انرژی یک گلخانه نیمه‌مدفون نیمه‌دوطرفه با استفاده از متغیرهای بیرونی و داخلی و حل عددی به روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) می‌پردازد. در این تحقیق، داده‌های دما، رطوبت و تابش به‌صورت لحظه‌ای اندازه‌گیری شد و سپس از CFD جهت بررسی توزیع انرژی و تغییرات دما در دو ارتفاع 1 و 2 متری از سطح زمین استفاده گردید. ...
بیشتر
این تحقیق، به شبیه‌سازی جریان انرژی یک گلخانه نیمه‌مدفون نیمه‌دوطرفه با استفاده از متغیرهای بیرونی و داخلی و حل عددی به روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) می‌پردازد. در این تحقیق، داده‌های دما، رطوبت و تابش به‌صورت لحظه‌ای اندازه‌گیری شد و سپس از CFD جهت بررسی توزیع انرژی و تغییرات دما در دو ارتفاع 1 و 2 متری از سطح زمین استفاده گردید. گلخانه مورد بررسی، به‌صورت یک گلخانه بسته در نظر گرفته شد و با توجه به روابط تجربی-ریاضی موجود در منابع، میزان دریافت، تلفات و خالص جذب شده انرژی در گلخانه محاسبه شد. نتایج این تحقیق نشان داد که روش CFD با 326030 المان چهار وجهی (tetrahedral) قادر است دمای هوای داخل گلخانه را با دقت مناسب در ارتفاع 1 متری (R2 = 0.987, MAPE = 2.17%) و 2 متری از کف (R2 = 0.987, MAPE = 2.28%) تخمین بزند. بررسی جریان انرژی نشان داد که این گلخانه، 6779.4 کیلوژول انرژی حرارتی انباشته ناشی از پرتوهای تابش را در مدت زمان آزمایش به زمین منتقل می‌کند و نسبت به سازه‌های روی سطح زمین، به‌طور متوسط حدود 40% تابش کم‌تری دریافت می‌کند. نتایج کلی این تحقیق و بررسی روند تغییرات دما در کف و دیواره‌ها نشان داد که در مناطق گرم کشور، زمین به‌عنوان منبع خوبی برای دریافت گرمای انباشته موجود در محیط گلخانه است و هرچه پوشش سطح داخلی گلخانه رسانایی گرمایی بیشتری داشته باشد، شار حرارتی به سمت عمق خاک بیشتر است.
ابوالفضل ضیاءالدینی؛ حمید مرتضی پور؛ محسن شمسی؛ امیر صرافی
چکیده
تغییرات درجه حرارت به‌طور قابل ملاحظه‌ای بر کیفیت و کمیت محصول تولید شده در گلخانه اثر می‌گذارد. از این رو، یکی از مهمترین نیازهای کشت گلخانه‌ای در فصل‌های سرد، سامانه‌ی تأمین حرارت است. در تحقیق حاضر، یک سامانه‌ی ترکیبی گرمایش خورشیدی برای گلخانه، به‌صورت تئوری و تجربی، مورد بررسی قرار گرفت. سامانه‌ی مورد نظر دارای یک متمرکزکننده‌ی ...
بیشتر
تغییرات درجه حرارت به‌طور قابل ملاحظه‌ای بر کیفیت و کمیت محصول تولید شده در گلخانه اثر می‌گذارد. از این رو، یکی از مهمترین نیازهای کشت گلخانه‌ای در فصل‌های سرد، سامانه‌ی تأمین حرارت است. در تحقیق حاضر، یک سامانه‌ی ترکیبی گرمایش خورشیدی برای گلخانه، به‌صورت تئوری و تجربی، مورد بررسی قرار گرفت. سامانه‌ی مورد نظر دارای یک متمرکزکننده‌ی سهموی خطی، یک جمع‌کننده‌ی صفحه تخت خورشیدی و مخزن ذخیره حرارت بود. جمع‌کننده‌ی صفحه تخت در داخل گلخانه نصب شد تا در شب نقش تبادل حرارت ذخیره شده در مخزن، با محیط گلخانه را برعهده داشته باشد. تحلیل انرژی و اکسرژی سامانه انجام و معادلات به‌دست‌آمده با استفاده از داده‌های تجربی اعتبارسنجی شدند. نتایج تحقیق نشان داد که با توجه به معیارهای آماری ضریب همبستگی و ریشه‌ی میانگین مربعات خطا، داده‌های نظری با دقت قابل قبولی نتایج تجربی را پیش‌بینی کردند. افزایش دبی سیال عبوری در متمرکزکننده موجب افزایش دمای خروجی آن و کاهش دمای خروجی جمع‌کننده‌ی صفحه تخت شد. بیشترین بازده اکسرژی متمرکزکننده و جمع‌کننده‌ی صفحه تخت، به‌ترتیب در دبی‌های 5/1 و 5/0 کیلوگرم بر دقیقه به‌دست آمدند. در مجموع، بالاترین مقدار ذخیره انرژی در مخزن، در دبی سیال عبوری 5/0 کیلوگرم بر دقیقه مشاهده گردید. بنابراین، استفاده از این دبی جریان در متمرکزکننده، برای کار با سامانه‌ی مورد نظر، پیشنهاد گردید.
مرتضی تاکی؛ یحیی عجب شیرچی؛ سید فرامرز رنجبر؛ عباس روحانی؛ منصور مطلوبی
چکیده
در کشاورزی مدرن نقش گلخانه به‌عنوان ابزاری برای افزایش میزان کمیت و کیفیت محصول کشت شده، بسیار حائز اهمیت است. شرایط داخلی گلخانه معمولاً بسیار پیچیده و تابع برخی عوامل داخلی و بیرونی است که معمولاً تخمین آن ها به درستی امکان پذیر نیست. هدف از اجرای این تحقیق، تخمین دمای هوای داخلی (Ta) و دمای سقف (Tri) گلخانه ای نیمه خورشیدی با استفاده ...
بیشتر
در کشاورزی مدرن نقش گلخانه به‌عنوان ابزاری برای افزایش میزان کمیت و کیفیت محصول کشت شده، بسیار حائز اهمیت است. شرایط داخلی گلخانه معمولاً بسیار پیچیده و تابع برخی عوامل داخلی و بیرونی است که معمولاً تخمین آن ها به درستی امکان پذیر نیست. هدف از اجرای این تحقیق، تخمین دمای هوای داخلی (Ta) و دمای سقف (Tri) گلخانه ای نیمه خورشیدی با استفاده از مدل های نیمه تجربی انتقال حرارت و رگرسیون چندگانه است. گلخانه مورد نظر با توجه به انواع مرسوم منطقه و براساس دریافت بیش ترین میزان انرژی خورشیدی در تمام فصول سال طراحی و ساخته شد. از برخی عوامل داخلی ازجمله دمای هوا، سقف، خاک و برخی عوامل بیرونی ازجمله دمای هوای محیط، سرعت باد و شدت تابش خورشید روی سقف گلخانه، به عنوان ورودی های مدل رگرسیونی استفاده شد. نتایج نشان داد که کارایی مدل رگرسیونی در تخمین پارامترهای موردنظر بیش تر از مدل حرارتی است. ریشه میانگین مربعات خطا برای مدل حرارتی در تخمین پارامترهای (Ta) و (Tri) به ترتیب معادل 55/1 و54/6 برابر بیش تر از مقادیر این شاخص برای مدل رگرسیونی بود. همچنین مقدار شاخص ویلموت (W) و فاکتور کارایی مدل (EF) برای مدل حرارتی در تخمین پارامترهای فوق به ترتیب معادل 013/0 و 220/0، 003/0 و 041/0 کم تر از مقادیر مشابه مدل رگرسیونی بود که نشان از عدم تطبیق مناسب داده های پیش بینی شده با مقادیر واقعی توسط مدل حرارتی است. پیشنهاد می شود از سایر روش ها ازجمله شبکه های عصبی مصنوعی و الگوریتم ژنتیک در تخمین متغیرهای داخلی گلخانه استفاده شود و نتایج به دست آمده با مقادیر مشابه دو مدل فوق، مقایسه گردد.
