دانلود پایان نامه : اثر پارامتر های هندسی بر روی انتقال حرارت و افت فشار در طراحی مبدل های حرارتی لوله پره دار صفحه ای

دانلود پایان نامه : اثر پارامتر های هندسی بر روی انتقال حرارت و افت فشار در طراحی مبدل های حرارتی لوله پره دار صفحه ای

تعداد صفحات: 49

فرمت فایل: word

دسته بندی: -

قیمت: 3850 تومان

تعداد نمایش: 386 نمایش

ارسال توسط:

تاریخ ارسال: 16 مارس 2016

به روز رسانی در: 1 جولای 2016

خرید این محصول:

پس از پرداخت لینک دانلود برای شما نمایش داده می شود.

3850 تومان – خرید

دانلود پایان نامه : اثر پارامتر های هندسی بر روی انتقال حرارت و افت فشار در طراحی مبدل های حرارتی لوله پره دار صفحه ای

 

چکیده :

مبدل حرارتي وسيله اي است كه انرژي را از سيالي به يك يا چند سيال ديگر كه داراي درجه حرارت هاي متفاوتي هستند منتقل مي كند ، لذا مبدل هاي حرارتي در تمام زمينه هاي صنعتي ،تجاري و حتي زندگي روزمره نيز كه به نحوي با تبادل انرژي سر و كار دارند مورد استفاده قرار مي گيرند . براي شناخت هر چه بهتر مبدل هاي حرارتي آن ها را در هشت گروه متفاوت دسته بندي مي كنيم .

مبدل هاي حرارتي با جريان متقاطع كه در اغلب كاربرد هاي صنعتي مانند توليد بخار در ديگ هاي بخار و يا گرمايش و سرمايش هوا و گاز هاي ديگر كاربرد دارند ، در اين دسته بندي جزء مبدل هاي حرارتي با جريان پيوسته سيال به صورت تماس غير مستقيم كه هم به صورت فشرده و هم غير فشرده ساخته شده و با ساختاري به شكل لوله اي و صفحه اي با آرايش جريان عمود بر هم بين دو سيال كه به صورت جابجائي با هم تبادل حرارت مي كنند ، جاي مي گيرند .

مبدل هاي حرارتي لوله – پره دار صفحه اي كه جزء اين نوع از مبدل هاي حرارتي هستند كمتر مورد تحقيق و بررسي قرار گرفته اند ، هچنين در كتب درسي و دانشگاهي نيز كمتر به معرفي اين نوع مبدل هاي حرارتي مبادرت گرديده است ، لذا هدف از اين تحقيق معرفي بيشتر اين نوع از مبدل هاي حرارتي و بررسي اثر پارامتر هاي هندسي موثر در طراحي اين نوع مبدل هاي حرارتي مي باشد .

بنا براين در اين تحقيق با استفاده از نرم افزار فلوئنت كه يكي از نرم افزارهاي ديناميك سيالات است ، به بررسي اثر اين پارامترها در طراحي اين نوع از مبدل هاي حرارتي(CFD)محاسباتي پرداخته ايم و در نهايت نيز نتايج بدست آمده از تحقيق را با نتايج محاسبات تجربي در مبدل هاي حرارتي با جريان متقاطع بروي دسته لوله ها مقايسه شده است .

 

 

مقدمه :

مبدل حرارتی وسیله ای است که انرژی حرارتی را از سیالی به یک یا چند سیال دیگر که دارای درجه حرارت های متفاوتی هستند منتقل می کند . این تعریف به طور ضمنی بیان می کند که در یک مبدل حرارتی حداقل دو سیال وجود دارند که حرارت بین آن دو جابجا می شود . هرچند که این تعریف از جامعیت كافي برخوردار است معهذا موارد خاصی از مبدلهای حرارتی وجود دارند که در این تعریف نمی گنجند . از جمله این موارد دستگاههای تبادل حرارتی هستند که در سفینه های فضایی و یا هر وسیله ای که در خلاء کار می کند مورد استفاده قرار می گیرند .

مبدل های حرارتی در تمام زمینه های صنعتی ، تجاری و زندگی روزمره که به نحوی با تبادل انرژی سرو کا ردارند مورد استفاده قرار می گیرند . هر موجود زنده به طریقی به مبدل حرارتی مجهز است .

مبدل های حرارتی در اندازه های بسیار کوچک و بسیار بزرگ ساخته شده اند . کوچکترین آنها (کمتر از 1 وات) برای مصارف الكترونیکی فوق هادی ها، هدایت موشک هائی که بوسیله منبع حرارتی کنترل می شوند و بزرگ ترین آنها (ظرفیت حرارتی بزرگ از 1000 مگاوات) در نیروگاه های بزرگ به عنوان دیگ بخار ، کندانسور یا برج خنک کن به کار می روند .

کاربرد مبدل حرارتی بسیار وسیع و در صنایع مختلفی از قبیل نیروگاه های تولید برق ، پالایشگاه ها ، صنایع ذوب فلز و شیشه سازی ، صنایع غذایی و دارو سازی ، کاغذ سازی ، صنایع پتروشیمی ، سردخانه ها و سیستم های گرمایش و سرمایش ساختمان ها ، صنایع میعان گازها ( مانند هوا ) وسائط نقلیه زمینی ، دریایی و فضایی و صنایع الکترونیک مورد استفاده قرار می گیرند . به طور کلی هرجا که مسئله تبدیل و تبادل انرژی مطرح باشد مبدل های حرارتی به نحوی کاربرد دارند . مبدل های حرارتی به صور مختلفی نظیر…

 

– بستر سیال

در مبدل حرارتی نوع انتقال مستقیم دو سیال به وسیله یک جداره جامد ( جداره لوله یا یک ورق ) از هم مجزا شده اند . تمام مبدلهای حرارتی با جریان پیوسته از این نوع هستند . هیچ قطعه متحرکی در مبدل های حرارتی وجود نداشته و با آب بندی های مناسب از اختلاط دو سیال جلوگیری می شود .

مبدل های حرارتی که برا اساس ذخیره انرژی کار می کنند همان بازیاب ها هستند که دربخش قبل مورد بحث قرار گرفتند .

در شکل 1- 5 یک مبدل حرارتی با بتسر سیال[1] نشان داده شده است . جریان یک گاز از یک بستر ذرات جامد ( ماسه، ذغال سنگ ، ذرات آلومینا ، کاتالیزور و… ) باعث سیالی شدن این بستر خواهد شد . در حالت سیالی شده ذرات جامد در داخل گاز به طور یکنواخت مخلوط و پراکنده خواهد شد . اگر سرعت رو به بالای گاز کم باشد ذرات در روی بستر باقی مانده و پراکنده نخواهند شد . از طرفی اگر سرعت

1- Fluidization…

 

– مبدل های لوله مارپیچ[1]

مبدل های حرارتی لوله مارپیچی از یک یا چند حلقه لوله مارپیچی تشکیل می شود که داخل یک محفظه قرار می گیرد . اجزاء این نوع مبدل حرارتی و تصویر مونتاژ شده آن در شكل 1- 10 دیده می شود . ابتدا و انتهای لوله های مارپیچ به لوله های اصلی ورودی و خروجی متصل می شوند . برای اینکه جریان سیال خارج لوله هم مسیر مارپیچ را طی کند فضای خالي بین لوله هایی که زیر هم قرار می گیرند به وسیله ورقی مسدود می شود . این عمل برای حلقه های مارپیچ بطور یک در میان صورت می گیرد .

لوله های مارپیچ را از هرجنسی می توان انتخاب نمود ولی فولاد کربن دار ،مس و آلیاژهای مسی ، فولاد ضد زنگ و آلیاژهای نیکل از بقیه متداول تر می باشند . اگر سیالات لزج باشند از لوله های پره دار نیز استفاده می شود .

چون ضریب انتقال حرارت جریان سیال در یک مجرای منحنی بیشتر از مستقیم است ، معمولآً ابعاد مبدل حرارتی لوله مارپیچی درمقایسه با مبدل های لوله پوسته ای با شرایط کارکرد مساوی کوچک خواهد بود . این نوع مبدل حرارتی برای گرمایش و سرمایش سیالات لزج و دبی کم بسیار مناسب ا

1- Spiral Tube…

 

) مبدل های با سطوح گسترش یافته

مبدل های لوله ای و صفحه ای که در بخش های قبل بیان شد از سطوح اصلی و بدون پره تشکیل یافته اند . مبدل هاي مزبور معمولاً برای راندمان های کمتر از 60 درصد مناسب هستند در حالی که بسیاری از کاربردها لازمست راندمان مورد نیاز مبدل به 98 درصد هم برسد . برای رسیدن به این راندمان ابعاد بسیار بزرگی از مبدل های بدون پره لازمست که دارای وزن زیاد بوده و حجم قابل توجهی را نیز اشغال می نمایند . برای نیل به یک مبدل جمع و جور و در عین حال راندمان بالا بایستی از سطوح پره دار استفاده نمود .

مبدلهای با سطوح گسترش یافته به دو دسته صفحه پره دار و لوله پره دار تقسیم می شوند که ذیلا ً به شرح آنها    می پردازیم .

1- مبدلهای صفحه پره دار[1]

این نوع مبدل حرارتی با قرار دادن سطح گسترش یافته بین صفحات تخت اصلی به وجود می آید . سطح گسترش یافته ای که در شکل 1- 16 نشان داده است عبارت است از یک ورق طویل که به صورت کنگره ای یا موج دار در آمده است . در حالی که صفحات تخت اصلی دو سیال ر

1- Plate – Fin

 

) مبدل هاي با جريان عمود بر هم

در اين نوع مبدل حرارتي جهت هاي جريان دو سيال عمود بر يكديگر مي باشند . اين نوع آرايش جريان را مي توان در شكل 1- 16 (ب) مشاهده نمود . در مبدل هاي حرارتي فشرده ، به دليل سادگي طرح و ساخت ورودي و خروجي و تفكيك دو سيال از جريان هاي عمود بر هم استفاده مي شود . به هر حال اگر راندمان مورد نياز مبدل بالا (مثلاً بيشتر از 80 درصد) باشد از جريان هاي مخالف نيز استفاده مي گردد .

هر يك از دو سيال در جريان عمود بر هم ممكن است به صورت مخلوط يا غير مخلوط باشند . تفاوت اين دو در شكل 1- 28 نشان داده شده است . در شكل 1- 28 (الف) هر دو سيال غير مخلوط هستند به اين ترتيب كه هر سيال پس از ورودي به مبدل به قسمت هاي مختلفي تقسيم شده كه هر قسمت داخل يك مجراي كوچك مجزا جريان مي يابد . در حالت غير مخلوط امكان مخلوط شدن سيال در جهت عمود بر جريان وجود ندارد . از طرف ديگر در              شكل 1- 28 (ب) سيال داخل لوله مخلوط و سيال عمود بر لوله غير مخلوط است . براي سيال داخل لوله امكان مخلوط شدن در هر مقطع لوله (عمود بر جهت جريان) وجود دارد ، در حاليكه وجود پره ها مانع از اين عمل براي سيال خارج لوله ها مي شود . در حالت ايده آل درجه حرارت سيال مخلوط در جهت…

 

.

.

.

جهت دریافت و خرید متن کامل پایان نامه و تحقیق و مقاله مربوطه بر روی گزینه خرید که در بالای صفحه قرار دارد کلیک نمایید و پس از وارد کردن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت هایی عضو شتاب قابل پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت انلاین به صورت خودکار لینک دانلود مربوطه فعال گردیده که قادر به دانلود فایل کامل ان می باشد.

پاسخ دهید