اثر پارامترهاي هندسي بر روي انتقال حرارت و افت
فشار در طراحي مبدل هاي حرارتي لوله پره دار صفحه ای
نوع
فایل: word
قابل
ویرایش 55 صفحه
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
دیگ بخار ، مولد بخار ، کندانسور ، اوپراتور ، تبخیر کننده ، برج خنک کن ، پیش گرم
کن هوا ، بازیاب ، خنک کن میانی در کمپرسورهای چند مرحله ای ، فن کويل ، هواساز ، خنک
کن روغن ، خنک کن و گرم کن مشتقات نفتی ، رادیاتور وسائط نقلیه ، گرم کن آب تغذیه
و سوپر هیتر در نیروگاه های بخار، کوره و غیره و در صنایع فوق الذکر به کار می
روند.
فهرست
مطالب:
چکیده
مقدمه
1-1
دسته بندی مبدل های حرارتی
1-1-
2 دسته بندی بر مبنای پدیده انتقال
1-1-
3 دسته بندی بر مبنای فشردگی سطح
1-1-4
دسته بندی بر مبنای طريقه ساخت ( ساختمان )
الف
) مبدل های حرارتی لوله ای
1-
مبدل های دو لوله ای
2-
مبدل های لوله مارپیچ
3-
مبدل های لوله پوسته ای
ب )
مبدل های حرارتی صفحه ای
1-
مبدل های صفحه و شاسی
2-
مبدل های صفحه مارپیچی
3-
مبدل های لاملا
4-
مبدل های صفحه – کویل
ج )
مبدل های با سطوح گسترش یافته
1-
مبدلهای صفحه پره دار
2-
مبدل های لوله ای پره دار
د -
بازياب ها
1-
5 دسته بندي بر مبناي آرايش جريان
1-
5- 1 مبدل هاي حرارتي تك مسيره
الف
) مبدلهاي با جريان مخالف
ب )
مبدل هاي با جريان موازي
ج )
مبدل هاي با جريان عمود بر هم
1-
5-2 مبدل هاي حرارتي چند مسيره
الف
) مبدل حرارتي جريان مخالف- عمود بر هم
ب )
مبدل حرارتي با جريان موازي- عمود بر هم
ج )
مبدل حرارتي با جريان موازي- مخالف
1-
6 دسته بندي بر مبناي تعداد سيالات
1-
7 دسته بندي بر مبناي مكانيزم انتقال حرارت
1-
8 دسته بندي بر مبناي درجه حرارت كاركرد
8-
1 ويژگيهاي مبدلهاي دماي پايين