%34تخفیف

بررسی انتقال حرارت عایق های حرارتی با پوشش نانو کامپوزیت با روش المان محدود

تعداد89 صفحه در فایل word

کارشناسی ارشد رشته مهندسی مکانیک (گرایش ساخت و تولید)

بررسی انتقال حرارت عایق های حرارتی با پوشش نانو کامپوزیت با روش المان محدود

جهتایجادشرایطایدهآلدرساختمانها،نیازبهمصرفانرژیمیباشد.بنابراینجهتبهینهسازیمصرفانرژیراهکارهایبسیاریپیشنهادمیگردد. یکیازروشهایایجادشرایطایدهآل،استفادهازعایق¬هاینانوکامپوزیتمیباشد،عایقهاینانوکامپوزیتدارایحداقلاجزایتشکیلدهندهدرابعادبین 1 تا 100 نانومترمیباشندودارایخواصفيزيكيومكانيكيازقبيلاستحكام،سختي،چقرمگيومقاومتحرارتيبالاييدرمحدودهوسيعیازدمامیباشند. روشاجزاءمحدودیاروشالمانمحدودکهبهاختصار (FEM) نامیدهمی‌شود،روشیاستعددیبرایحلتقریبیمعادلاتدیفرانسیلجزئیونیزحلمعادله‌هایانتگرالیاست.پیدایشروشاجزاءمحدودبهحلمسائلپیچیدهالاستیسیته،تحلیلسازه‌هادرمهندسیعمرانوهوافضابرمیگردد. دراینتحقیقمیخواهیمبااستفادهازروشاجزامحدودبهبررسیانواععایقهایحرارتینانوکامپوزیتدرساختمانبپردازیم. باکمکنرمافزارشبیهسازیوتحلیلالمانمحدودمیزاناتلافانرژیدریکساختمان  m2110باشرایطیکساندرشهرهایاهواز،دبی،خرمآباد،تبریزوتورنتوموردبررسیقرارگرفتند. اینتحقیقشامل 8 آزمایشمختلفدرشهرهایمذکورباعایقهایمختلفمانندنانوگچ،پلیاستایرن،ایروژلونانسولتبود. درآزمایشاولعایقنانوگچبامصالحمعمولیبهعنواننمونهآزمایشپایهموردبررسیقرارگرفت. درسهآزمایشبعدیهرعایقرابطورجداگانهبهعایقنانوگچاضافهنمودهوموردبررسیقراردادیم.آزمایشهایبعدیشاملترکیبدوعایقواضافهنمودنبهعایقنانوگچموردتجربهقرارگرفتودرآزمایشهشتمهمهعایقهایموردبحثرابایکدیگرترکیبوموردارزیابیقرارگرفتهشد .همچنینباکمکنرمافزارمتلببهینهترینعایقرادرزمینههایهزینه،وزنومقاومتحرارتیبرایهر 8 آزمایشباروشهایبهینهسازیالگوريتمژنتیکوالگوريتمرقابتاستعماریبدستآوردیم.نتایجنشاندادنددرشبیهسازیعایقایروژلوپلیاستایرنبهترتیبکمترینمیزاناتلافانرژیرابهنسبتدیگرعایقهاداشتهوهمچنیناستفادهاینعایقهابهتنهاییداراینتایجبهتروبهصرفهترنسبتبهمدلهایترکیبیاینعایقهابایکدیگربودهاست. بااستفادهازنتایجشبیهسازیمیتواننتیجهگیرینمودبهینهسازیدرروشرقابتاستعماریعایقپلیاستایرنونانوگچنسبتبهدیگرعایقهابیشترینمقاومتحرارتیراازخودنشاندادهاند.

كليدواژه : عايقنانوكامپوزيت،انتقالحرارت،روشالمانمحدود،الگوريتمژنتيك،الگوريتمرقابتاستعماري،نانسولت،ايروژل،پلياستايرن،نانوگ

 

چکیده : 1

فصلاولمقدمه 2

1-1مقدمه : 3

1-2 بيانمسئله 3

1-3 اهدافوفرضيهها 4

1-4 ضرورتواهميتتحقيق 4

1-5 ساختارپاياننامه 5

فصلدومادبیاتتحقیق 7

2-1-عایقحرارتي 8

2-1-1 تقسیمبندیعایقها‌‌ 8

2-2 نانوفناوری 21

2-2-3- تاثیراتفناورینانودرزندگيانسان 23

2-2-4- مراحلفن‌آورینانو 23

2-2-5- کاربردنانوتکنولوژیدرصنعتساختمان 24

2-3 کامپوزیت (مادهمرکبیاچندسازه) 26

2-3-1 مراحلطراحیکامپوزیتها 26

2-3-2 مزایایموادکامپوزیتی 26

2-3-3 کاربردها 27

2-3-4 طبقهبندینانوکامپوزیتها 29

2-3-5  نانوکامپوزیتهایپایهپلیمری 29

2-3-6  نانوکامپوزیتهایپایهسرامیکی 30

2-3-7  نانوکامپوزیتهایپایهفلزی 31

پیشزمینهطرح : 32

2-4 مروریبرکارهایگذشته : 33

فصلسومروشتحقیق 37

3-1 تئوریتحقیق 38

3-1-1 آزمایششمارهیک : 38

3-1-2 آزمایششمارهدو : 39

3-1-3 آزمایششمارهسه : 40

3-1-4 آزمایششمارهچهار : 41

3-1-5 آزمایششمارهپنج : 42

3-1-6 آزمایششمارهشش : 43

3-1-7 آزمایششمارههفت : 44

3-1-8 آزمایششمارههشت 45

3-1-9 سقفومشخصاتاجزاءآن 46

3-1-10 پنجرهومشخصاتاجزاءآن 47

3-1-11 شهراهواز 48

3-1-12 شهردبی 48

3-1-13 شهرخرمآباد 49

3-1-14 شهرتبریز 49

3-1-15 شهرتورنتو 50

3-2 مدلسازی 51

3-2-1 تاریخچهمدلسازی 52

3-3 بهینه‌سازی 67

3-3-1 بهینه‌سازیسازه‌هایمهندسی 67

3-3-2   بهینه‌سازیسازه‌هایمرکب 69

3-3-3 الگوریتم‌هایبهینه‌سازی 70

3-3-4 بهینه‌سازیعایقهایحرارتی 79

فصلچهارمنتايجوبحث 84

4-1 نتایجمدلسازی 85

4-1-1 نتایجمدلسازیآزمایششمارهیک 86

4-1-2 نتايجمدلسازیآزمايششمارهدو 89

4-1-3 نتایجمدلسازیآزمايششمارهسه 91

4-1-4 نتایجمدلسازیآزمايششمارهچهار 94

4-1-5 نتايجمدلسازیآزمايششمارهپنج 96

4-1-6 نتایجمدلسازیآزمايششمارهشش 99

4-1-7 نتایجمدلسازیآزمايششمارههفت 102

4-1-8 نتایجمدلسازیآزمايششمارههشت 104

4-1-9 مقايسهنتايجمدلسازيآزمايشها 107

-2-1 نتايجبهينهسازيآزمايششمارهيك 110

4-2-2 نتايجبهينهسازيآزمايششمارهدو 112

4-2-3 نتايجبهينهسازيآزمايششمارهسه 114

4-2-4 نتايجبهينهسازيآزمايششمارهچهار 116

4-2-5 نتايجبهينهسازيآزمايششمارهپنج 119

4-2-6 نتايجبهينهسازيآزمايششمارهشش 121

4-2-7 نتايجبهينهسازيآزمايششمارههفت 123

4-2-8 نتايجبهينهسازيآزمايششمارههشت 124

فصلپنجمنتيجهگيريوپيشنهادات 127

5-1 نتایجکلیدربخشمدلسازي 128

5-2 نتایجکلیدربخشبهينهسازي 129

5-3 پيشنهادات 131

منابع 132

1-فهرستمنابعفارسی 133

2-فهرستمنابعانگلیسی 134

فصلاولمقدمه. 2

فصلدومادبیاتتحقیق. 7

فصلسومروشتحقیق. 37

جدول3-1 : مشخصاتفیزیکیومکانیکیمصالحآزمایششمارهیک. 39

جدول3-2 : مشخصاتفیزیکیومکانیکیمصالحآزمایششمارهدو. 40

جدول3-3 : مشخصاتفیزیکیومکانیکیمصالحآزمایششمارهسه. 41

جدول3-4 : مشخصاتفیزیکیومکانیکیمصالحآزمایششمارهچهار. 42

جدول3-6 : مشخصاتفیزیکیومکانیکیمصالحآزمایششمارهشش. 44

جدول3-11 : میانگیندمایهوایدرماههایسالدرشهراهواز. 48

جدول3-12 : میانگیندمایهوایدرماههایسالدرشهردبی. 49

جدول3-13 : میانگیندمایهوایدرماههایسالدرشهرخرمآباد. 49

جدول3-14 : میانگیندمایهوایدرماههایسالدرشهرتبریز. 50

جدول3-15 : میانگیندمایهوایدرماههایسالدرشهرتورنتو. 50

جدول3-16 : قیمتوضخامتعایقهایحرارتی. 82

فصلچهارمنتايجوبحث. 84

جدول 4-1 میانگیندمایهوایشهراهوازدرساعاتمختلفازماههایسال. 85

جدول 4-2 میانگیندمایهوایشهرخرمآباددرساعاتمختلفازماههایسال   85

جدول 4-3 میانگیندمایهوایشهرتبریزدرساعاتمختلفازماههایسال. 85

جدول 4-4 میانگیندمایهوایشهردبیدرساعاتمختلفازماههایسال. 86

جدول 4-5 میانگیندمایهوایشهرتورنتودرساعاتمختلفازماههایسال. 86

جدول 4-6 شاخصمیزاناتلافانرژی (شارحرارتی) درماههایسال. 86

جدول 4-7 مشخصاتفیزیکیومکانیکیمصالحآزمایششمارهیک. 87

جدول 4-8 نرخاتلافانرژیدرماههایسالشهراهوازدرآزمایششمارهیک. 87

جدول 4-10 نرخاتلافانرژیدرماههایسالشهرتبریزدرآزمایششمارهیک. 87

جدول 4-11 نرخاتلافانرژیدرماههایسالشهردبیدرآزمایششمارهیک. 88

جدول 4-12 نرخاتلافانرژیدرماههایسالشهرتورنتودرآزمایششمارهیک   88

جدول 4-13 مشخصاتفیزیکیومکانیکیمصالحآزمایششمارهدو. 89

جدول 4-15 نرخاتلافانرژیدرماههایسالشهرخرمآباددرآزمایششمارهدو   90

جدول 4-16 نرخاتلافانرژیدرماههایسالشهرتبریزدرآزمایششمارهدو. 90

جدول 4-17 نرخاتلافانرژیدرماههایسالشهردبیدرآزمایششمارهدو. 90

جدول 4-18 نرخاتلافانرژیدرماههایسالشهرتورنتودرآزمایششمارهدو   90

جدول 4-21 نرخاتلافانرژیدرماههایسالشهرخرمآباددرآزمایششمارهسه   92

جدول 4-22 نرخاتلافانرژیدرماههایسالشهرتبریزدرآزمایششمارهسه. 92

جدول 4-24 نرخاتلافانرژیدرماههایسالشهرتورنتودرآزمایششمارهسه   93

جدول 4-25 مشخصاتفیزیکیومکانیکیمصالحآزمایششمارهچهار. 94

جدول 4-26 نرخاتلافانرژیدرماههایسالشهراهوازدرآزمایششمارهچهار   94

جدول 4-28 نرخاتلافانرژیدرماههایسالشهرتبریزدرآزمایششمارهچهار   95

جدول 4-29 نرخاتلافانرژیدرماههایسالشهردبیدرآزمایششمارهچهار. 95

جدول 4-30 نرخاتلافانرژیدرماههایسالشهرتورنتودرآزمایششمارهچهار   95

جدول 4-31 مشخصاتفیزیکیومکانیکیمصالحآزمایششمارهپنج. 96

جدول 4-32 نرخاتلافانرژیدرماههایسالشهراهوازدرآزمایششمارهپنج   97

جدول 4-35 نرخاتلافانرژیدرماههایسالشهردبیدرآزمایششمارهپنج. 98

جدول 4-36 نرخاتلافانرژیدرماههایسالشهرتورنتودرآزمایششمارهپنج   98

جدول 4-38 نرخاتلافانرژیدرماههایسالشهراهوازدرآزمایششمارهشش. 100

جدول 4-40 نرخاتلافانرژیدرماههایسالشهرتبریزدرآزمایششمارهشش. 100

جدول 4-41 نرخاتلافانرژیدرماههایسالشهردبیدرآزمایششمارهشش. 100

جدول 4-42 نرخاتلافانرژیدرماههایسالشهرتورنتودرآزمایششمارهشش   101

جدول 4-43 مشخصاتفیزیکیومکانیکیمصالحآزمایششمارههفت. 102

جدول 4-44 نرخاتلافانرژیدرماههایسالشهراهوازدرآزمایششمارههفت   102

جدول 4-45 نرخاتلافانرژیدرماههایسالشهرخرمآباددرآزمایششمارههفت   102

جدول 4-47 نرخاتلافانرژیدرماههایسالشهردبیدرآزمایششمارههفت. 103

جدول 4-49 مشخصاتفیزیکیومکانیکیمصالحآزمایششمارههشت. 105

جدول 4-51 نرخاتلافانرژیدرماههایسالشهرخرمآباددرآزمایششمارههشت   105

جدول 4-52 نرخاتلافانرژیدرماههایسالشهرتبریزدرآزمایششمارههشت   106

جدول 4-53 نرخاتلافانرژیدرماههایسالشهردبیدرآزمایششمارههشت. 106

جدول 4-55 میزانضخامتتعیینشدهبرایهریکازعایقهایحرارتی. 110

جدول 4-56 میزانهزینهتعیینشدهبرایهرمترمربعازعایقهایحرارتی. 110

جدول 4-57 نتایجبدستآمدهازروشبهینهسازیژنتیکآزمایششمارهیک. 111

جدول 4-59 نتایجبدستآمدهازروشبهینهسازیژنتیکآزمایششمارهدو. 113

جدول 4-60 نتایجبدستآمدهازروشبهینهسازیرقابتاستعماریآزمایششمارهسه   113

جدول 4-61 نتایجبدستآمدهازروشبهینهسازیژنتیکآزمایششمارهسه. 115

جدول 4-62 نتایجبدستآمدهازروشبهینهسازیرقابتاستعماریآزمایششمارهسه   115

جدول 4-64 نتایجبدستآمدهازروشبهینهسازیرقابتاستعماریآزمایششمارهچهار   117

جدول 4-65 نتایجبدستآمدهازروشبهینهسازیژنتیکآزمایششمارهپنج. 119

جدول 4-68 نتایجبدستآمدهازروشبهینهسازیرقابتاستعماریآزمایششمارهشش   121

جدول 4-69 نتایجبدستآمدهازروشبهینهسازیژنتیکآزمایششمارههفت. 123

جدول 4-70 نتایجبدستآمدهازروشبهینهسازیرقابتاستعماریآزمایششمارههفت   123

جدول 4-72 نتایجبدستآمدهازروشبهینهسازیرقابتاستعماریآزمایششمارههشت   125

فصلپنجمنتيجهگيريوپيشنهادات. 127

منابع. 132

فصلاولمقدمه. 2

فصلدومادبیاتتحقیق. 7

نمودار2-1 : مقایسهبودجهصرفشدهبرایموادنانودرسالهای 2005 و 2010   23

فصلسومروشتحقیق. 37

فصلچهارمنتايجوبحث. 84

نمودار 4-1 مقايسهنتايجمدلسازيآزمايشهايتكلايهايبهتفكيكشهرها   108

نمودار 4-2 مقايسهنتايجمدلسازيآزمايشهايچندلايهايبهتفكيكشهرها   109

نمودار 4-3 مقایسهنتایجبدستآمدهازروشبهینهسازیدرآزمایششمارهیک   112

نمودار 4-6 مقایسهنتایجبدستآمدهازروشبهینهسازیدرآزمایششمارهچهار   118

نمودار 4-10 مقایسهنتایجبدستآمدهازروشبهینهسازیدرآزمایششمارههشت   126

فصلپنجمنتيجهگيريوپيشنهادات. 127

نمودار 5-1 : نمودارمقايسههزينهبهينهمصالحآزمايشهادرروشهايژنتيكورقابتاستعماري   129

نمودار 5-2 : نمودارمقايسهوزنبهينهمصالحآزمايشهادرروشهايژنتيكورقابتاستعماري   130

نمودار 5-3 : نمودارمقايسهمقاومتحرارتيبهينهمصالحآزمايشهادرروشهايژنتيكورقابتاستعماري. 131

منابع. 132

فصلدومادبیاتتحقیق. 7

شکل2-1 : نحوهتولیدعایقپشمشیشه. 9

شکل 2-2 : نحوهتولیدپشمسنگ. 10

شکل2-3 : نماییازسیلیکاتآلومینیوم. 12

شکل 2-4 : چوبپنبه. 13

شکل2-5 : چندلایهها. 14

شکل2-7: اسفنجپلییورتان. 16

شکل 2-8: عایقپلیوینیلکلراید. 17

شکل 2 -9: عایقپلیاتیلن. 17

شکل2-10 : قالبهایبتنسبک. 18

شکل2-11 : بتناسفنجیبدوندانه. 18

شکل2-12 رسمنبسط. 20

شکل2-13 : نانوکامپوزیتنیتریدسیلیسیم. 31

فصلسومروشتحقیق. 37

شکل3-1 : شماتیکمصالحآزمایششمارهیک. 39

شکل3-2 : شماتیکمصالحآزمایششمارهدو. 40

جدول3-2 : مشخصاتفیزیکیومکانیکیمصالحآزمایششمارهدو. 40

شکل3-3 : شماتیکمصالحآزمایششمارهسه. 41

جدول3-3 : مشخصاتفیزیکیومکانیکیمصالحآزمایششمارهسه. 41

شکل3-4 : شماتیکمصالحآزمایششمارهچهار. 42

شکل3-5 : شماتیکمصالحآزمایششمارهپنج. 43

شکل3-6 : شماتیکمصالحآزمایششمارهشش. 44

شکل3-7 : شماتیکمصالحآزمایششمارهفت. 45

شکل3-8 : شماتیکمصالحآزمایششمارهشت. 46

شکل3-9 : شماتیکمصالحسقف. 47

شکل3-10 : شماتیکشیشهدوجداره. 47

شکل3-11 : نمایکلازکفساختمان. 55

شکل3-12 : نمایسادهازساختمانآزمایش. 55

شکل3-13 : نماییازچهارچوبساختمان. 56

شکل3-14 : تعیینضخامتدیواروتقسیمبندیآنبهلایههایمختلف. 56

شکل3-15 : ایجادپنجرهدرساختمان. 57

شکل3-17 : طراحیسقفبرایساختمان. 58

شکل3-18 : تعیینضخامتسقفوتقسیمبندیلایههایآن. 58

شکل3-19 : طراحیسقفساختمان. 59

شکل3-20 : تعییناجزاءساختمانوثبتمقدارضریبهدایتگرماییآنان. 59

شکل3-21 : بخشبندیاجزاءساختمانوتعیینموادمربوطبهآنبخش. 60

شکل3-22 : تعیینمواداجزاءساختمانبهتفکیکهربخش. 60

شکل3-23 : تعییننوعآنالیزبرایمحاسبهاجزاءساختمان. 61

شکل3-24 : تعییننوعخروجیمحاسباتمدلسازی. 61

شکل3-25 : انتخابشرایطمرزیبیرونیبرایاجزاءساختمان. 62

شکل3-26 : تعیینشرایطمرزیبیرونیبرایاجزاءساختمان. 62

شکل3-27 : انتخابشرایطمرزیداخلیبرایاجزاءساختمان. 63

شکل3-28 : تعیینشرایطمرزیداخلیبرایاجزاءساختمان. 63

شکل3-29 : انتخابایجادشرایطمشبندیبرایاجزاءساختمان. 64

شکل3-30 : تعیینشرایطمشبندیبرایاجزاءساختمان. 64

شکل3-31 : انتخابشرایطمشبندیبرایاجزاءساختمان. 65

شکل3-32 : مدلمشبندیساختماننمونهآزمایش. 65

شکل3-33 : حلمسئلهتوسطنرمافزارABAQUS. 66

شکل3-34 : مشاهدهنتایجمسئلهتوسطنرمافزارABAQUS. 66

شکل 3- 35 عملگرانتخابدرالگوریتمژنتیک. 74

شکل 3-36 دوکروموزومدراثرعملگرآمیزشفرزندانراتولیدمیکنند. 75

شكل3-37 يككروموزومقبلوبعدازاعمالعملگرجهش. 76

شكل 3-38  انتخابکشورهادرالگوریتمرقابتاستعماری. 77

شکل 3-39 تعدادمستعمراتهراستعمارگر. 78

شكل 3-40 چگونگیجابجاییکشورمستعمرهدرراستایسیاستجذب. 78

شکل 3-41 حذفیکاستعمارگردرهردورهتکرارالگوریتم. 79

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “بررسی انتقال حرارت عایق های حرارتی با پوشش نانو کامپوزیت با روش المان محدود”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo