اثر پارامترهای هندسی بر روی انتقال حرارت و افت فشار

عنوان کامل: اثر پارامترهای هندسی بر روی انتقال حرارت و افت فشار

تعداد صفحات: 50

دسته: شیمی، مکانیک

---

چکیده:

مبدل حرارتی وسیله ای است که انرژی را از سیالی به یک یا چند سیال دیگر که دارای درجه حرارت های متفاوتی هستند منتقل می کند، لذا مبدل های حرارتی در تمام زمینه های صنعتی، تجاری و حتی زندگی روزمره نیز که به نحوی با تبادل انرژی سر و کار دارند مورد استفاده قرار می گیرند. برای شناخت هر چه بهتر مبدل های حرارتی آن ها را در هشت گروه متفاوت دسته بندی می کنیم.

مبدل های حرارتی با جریان متقاطع که در اغلب کاربرد های صنعتی مانند تولید بخار در دیگ های بخار و یا گرمایش و سرمایش هوا و گاز های دیگر کاربرد دارند، در این دسته بندی جزء مبدل های حرارتی با جریان پیوسته سیال به صورت تماس غیر مستقیم که هم به صورت فشرده و هم غیر فشرده ساخته شده و با ساختاری به شکل لوله ای و صفحه ای با آرایش جریان عمود بر هم بین دو سیال که به صورت جابجائی با هم تبادل حرارت می کنند، جای می گیرند.

مبدل های حرارتی لوله –  پره دار صفحه ای که جزء این نوع از مبدل های حرارتی هستند کمتر مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته اند، هچنین در کتب درسی و دانشگاهی نیز کمتر به معرفی این نوع مبدل های حرارتی مبادرت گردیده است، لذا هدف از این تحقیق معرفی بیشتر این نوع از مبدل های حرارتی و بررسی اثر پارامتر های هندسی موثر در طراحی این نوع مبدل های حرارتی می باشد.

بنا براین در این تحقیق با استفاده از نرم افزار فلوئنت که یکی از نرم افزارهای دینامیک سیالات  است، به بررسی اثر این پارامترها در طراحی این نوع از مبدل های حرارتی (CFD) محاسباتی پرداخته ایم و در نهایت نیز نتایج بدست آمده از تحقیق را با نتایج محاسبات تجربی در مبدل های حرارتی با جریان متقاطع بروی دسته لوله ها مقایسه 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 کافی 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 الکترونیکی 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 کویل، 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.

جهت دانلود محصول اینجا کلیک نمایید