پديد آورنده :
فيروزآبادي، روح ا...
عنوان :
انتقال نورخورشيد توسط فيبر نوري براي روشنايي داخل ساختمان
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
تبديل انرژي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مكانيك
صفحه شمار :
67ص.: مصور،جدول،نمودار
يادداشت :
ص.ع.به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
علي اكبر عالم رجبي
استاد مشاور :
احمد صابونچي
توصيفگر ها :
تحليل اگزرژي , تحليل انرژي
تاريخ نمايه سازي :
93/12/16
استاد داور :
محمود اشرفي زاده،محمدرضا توكلي
چكيده فارسي :
1 چكيده با توجه به معايب روشنايي مصنوعي از جمله مصرف سـوخت و ـ آثار مضر پزشكي بر بدن انسان و مزاياي انرژي نوراني خورشيد و همچنين مصرف انرژي زياد در زمينـه روشـنايي مخصوصـا در ـ ـ ـ مكانهاي اداري بررسي سيستمي براي استفاده از انرژي نوراني خورشيد بسيار مناسب اسـت بـا توجـه بـه مطالعـات گذشـته و ـ ـ ـ ـ ـ ـ مزاياي فيبر نـوري در انتقـال نـور از جملـه راحتـي نصـب و ـ ـ ـ ـ ـ ـ انعطافپذيري نسبت به لوله خورشيدي و آينهها در اين پـژوهش ـ سعي بر طراحي سيستمي ساده و كم هزينه براي انتقال نـور شـده ـ ـ است به اين منظور از عدسي محدب با فاصله كانوني كـم بـراي ـ ـ جمعآوري نور فيبر نوري براي انتقـال نـور و پايـهاي بـراي ـ ـ ـ نگهداري مجموعه عدسي و فيبر بهره برده شد عملكرد فيبر نوري بر اين اساس است كه پس از برخورد نور به سـطح داخلـي و بـا ـ ـ توجه به اينكه زاويه برخورد از زاويه حد بيشـتر اسـت دچـار ـ ـ ـ بازتاب كلي شده و در طول فيبر منتقل ميشود بر اين اساس دو متغير مهم براي فيبرها تعريف ميشود گشودگي عـددي و ميـزان ـ افت برحسب طول گشودگي عددي به زاويهاي اتلاق ميشـود كـه در ـ ـ صورتي نور با زاويهاي كمتر از آن به سطح فيبر برخـورد كنـد ـ ـ دچار بازتاب كلي شده و از فيبر عبور ميكنـد متغيـر ميـزان ـ افت بر حسب طول نيز با توجه به جنس فيبر و عيوبي كـه بـراي ـ ـ ـرد ـد تعر ـف مي ـود ـراي مقاي ـه عملكـ سـ بـ شـ يـ ـاق ميافتـ آن اتفـ متمركزكننده از دو عدسي با قطرهاي 23 و 24 ميليمتر استفاده شد همچنين بـراي انتقـال نـور دو فيبـر بـا قطـر 1 و 5 1 ـ ـ ـ ـ ـ ـ ميليمتر و طولهاي مختلف مورد آزمايش قرارگرفـت بـراي رصـد ـ ـ ـ دقيق خورشيد ردياب تك محوره شيبداري با كنترل دسـتي سـاخته ـ ـ شد براي محاسبه عملكرد مجموعه تحليل انرژي و اگـزرژي بـر ـ ـ روي سيستم از ورودي عدسـي تـا خروجـي فيبـر نـوري انجـام ـ ـ ـ ـ پذيرفت و براي سنجش اعتبار معادلات نمونـه ساختهشـده مـورد ـ ـ ـ آزمايش قرار گرفت بر روي سيستم متغيرهاي طول قطـر و خـم ـ ـ فيبر نوري قطر و فاصله كانوني عدسـي و تـاثير ميـزان شـدت ـ ـ انرژي خورشيد مورد بررسي قرار گرفت براي حذف تـاثير سـاير ـ ـ متغيرها بر هر مورد آزمايش از متغيـر نسـبت روشـنايي نـور ـ ـ ـ خورشيد كه ميزان انرژي روشنايي درون محيط آزمايش بـه محـيط ـ بيرون در هواي صاف ودر سطح افقي است استفاده شـد همچنـين ـ متغيرهاي بهره نوري و بازگشـتناپذيري بـراي سيسـتم محاسـبه ـ ـ ـ ـ شدند بهره نوري ميزان انرژي روشنايي خروجي از فيبـر نـوري ـ ـ به توان خروجي از فيبر و بازگشـتناپذيري تفـاوت اگزرژيهـاي ـ ـ ـ ورودي عدسي و خروجي فيبر نوري است افزايش طول و تعداد خـم ـ و همچنين كاهش قطر موجب افـزايش افـت انـرژي نـوراني درون ـ ـ ـ ـ سيستم ميشود با افزايش قطر عدسـي افـزايش قابـل تـوجهي در ـ ـ ـ ميزان انرژي نوراني رخ ميدهد و همچنين تغيير انـدازه نقطـه ـ ـ تمركز نيز كه منجر به اختلاف بين سـطح فيبرهـا و سـطح نقطـه ـ ـ ـ ـ تمركز ميشود تاثير شديدي بر ميزان روشنايي ميگـذارد بهـره ـ ـ نوري با افزايش تعداد فيبرها افزايش قابل توجهي مـييابـد و ـ بازگشتناپذيري كل سيستم با افزايش طول و قطر عدسي افـزايش ـ
چكيده انگليسي :
71 Sunlight Transmission via Optical Fiber for Indoor Illumination Rouhollah Firouzabadi r firouzabadi@me iut ac ir Date of Submission 2014 12 03 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor A Akbar Alemrajabi Rajabi@cc iut ac irAbstractConsidering disadvantages of artificial lighting e g huge amount of energy consumption and undesirablephysical effects on human body and advantages of sunlight application of sunlight especially in offices isdesirable therefore investigation on sunlight conveying will be useful Previous studies have shown thepotential of optical fibers for this purpose Optical fibers are easy to install and flexible in comparison withsolar tubes and mirrors In this project we try to design a simple and inexpensive system for sunlighttransmission For this purpose a set up has been made which comprises a convex lens of low focal length tocollect light optical fiber s for light transmission a structure to locate lens and optical fibers and a dark boxfor measuring the light being transferred by The performance of optical fiber is based on the total internal reflection TIR process that lets light transmitalong the fiber The two most important variables for optical fibers are defined as numerical aperture NA and attenuation along their length Numerical aperture refers to an angle that light can be transmittedalong the fiber with total internal reflection Optical fiber attenuation depends on fiber s material and itsdefects Two lenses of 32 and 42 mm in diameter were used to compare the performance of Concentrators Also theeffect of fiber length on light transmission fibers of 1 and 1 5 mm in diameter were examined In order totrack the sun a manually controlled two axis solar tracker was made and employed For performance calculations energy and exergy analysis were applied on the system from the lens s input tothe optical fiber output Then to assess the validity of the equations different tests were done The systemvariables i e fiber length fiber diameter number and sharpness of the optical fiber diameter and the focallength of the lenses and the influence of the sun s energy intensity were studied To eliminate the influence ofother variables on the tests results the variable sunlight illumination ratio SIR which is defined as the ratioof illumination at the test box to the outdoor illumination on a flat horizontal surface was used Also luminous efficacy and irreversibility were calculated Luminous efficacy is defined as the ratio of outputluminance to the output power of the optical fiber In addition difference between exergy of lens input andoptical fiber output offers irreversibility Increasing length number of optical fiber bends and reduction in diameter can result in increase in the loss inthe system By increasing the diameter of the lens a significant increase in the amount of light energy occursand also changes in the size of focal diameter that leads to the difference between the area of fibers crosssection and focal point causes decrease in the output luminous of the system Luminous efficacy increaseswith increasing the number of optical fibers Additionally total irreversibility will increase when the opticalfiber s length and diameter of the lens increases Due to the variables luminous efficacy and output luminanceof the system at several experiments the bigger lens the optical fiber with larger diameter and greaternumber of them can be selected as the optimal system Keywords Sunlight Transmission Optical Fiber Exergy Analysis Energy Analysis
استاد راهنما :
علي اكبر عالم رجبي
استاد مشاور :
احمد صابونچي
استاد داور :
محمود اشرفي زاده،محمدرضا توكلي
