دانلود مقاله در مورد مبدل هاي حرارتي
دسته بندي :
مقاله »
مقالات فارسی مختلف
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل : word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 23 صفحه
قسمتی از متن word (..doc) :
جدول مربوط به FF و FP و مقادير ارائه شده براي Re در آن جدول است. به عنوان مثال براي Reهاي بالاتر از 300 معمولا در روش Bell در محاسبه فاكتورها جريان را آشفته فرض مي كنيم كه ممكن است با ملاكهاي قبلي براي Re تفاوت داشته باشد. كه در بررسي جداول بيشتر با آن آشنا مي شويم.
بررسي متد تينكر بر ميزان و بررسي جريان نشتي است. ميدانيم مبدلي يك مدل ايده آل است كه هيچگونه جريان نشتي نداشته باشد. زيرا وجود جريان نشتي باعث كاهش ميزان انتقال حرارت مي گردد.
روش تينكر(Tinker):
جريانات نشتي در يك مبدل عبارتند از:
جريان نشتي بين لوله و بقل
جريان نشتي بين OTL و پوسته
جريان نشاي بين بقل و پوسته
جريان نشتي به علت وجود صفحه جداكننده
هر چه ميزان نشت سيال بيشتر باشد ميزان ضريب انتقال حرارت كاهش پيدا مي كند. به همين دليل طراحي مبدل ها در متد بل مقادير موجود در درجه اول با لحاظ كردن ميزان نشتي در نظر گرفته شده اند.
در زير شكل كلي جريانات نشتي ممكن در يك مبدل و همچنين نماي كلي يك پوسته را مي بينيد.
شكل 5-1- مسيرهاي نشتي در داخل يك مبدل پوسته- لوله اي
متدبل براساس داده هاي اطلاعاتي و جداول آنها مورد بررسي قرار مي گيرد در متد بل از فرضيات متد تينكر استفاده شده است. جداول متد بل براي مبدل هاي مختلف و شرايط مختلف در صفحات بعد آورده شده است.
1- اگر فقط يكي از b.sهاي ابتدايي با انتهايي بزرگتر از ديگري بود ميزان FE از همين جدول خوانده مي شود با اين تفاوت كه Nb مورد استفاده عبارتند از:
+0.5](تعداد بافل هاي واقعي) Nb=2
2- اين حدول براي جريان آشفته در بخشهاي متقاطع مركزي است اگر رژيم جريان آرام باشد داريم:
+1 در حالت آشفته = FE: براي جريان آرام
2
مبدل ايده آل مراه با دسته لوله ايده آل مي باشد. بدين صورت كه دسته لوله ايده آل طبق تعريف داراي مقطع مستطيلي است مثل Air Coolers كه داراي دسته لوله مستطيل شكل است. رابطه محاسباتي آن عبارتند از:
FF و FP از جداول قبل محاسبه شده و FNL فاكتور محاسباتي دسته لوله ايده آل است.
براي ضريب انتقال حرارت پوسته
براي افت فشار
محاسبات مربوط به پوسته F:
تاكنون تمام محتسبات براي پوسته نوع E بوده است. در طراحي با تغيير نوع پوسته محاسبات كمي تغيير مي كند همانطور كه مي دانيم در اشكال قبل معين است پوسته نوع F داراي بافل هاي طول است كه باعث افزايش تعداد گذرهاي پوسته در مبدل ميگردد. در مقايسه بين پوسته نوع F,E مي توان به نكات زير دست پيدا كرد.
تعداد بافل هاي پوسته F دو برابر تعداد بافل هاي پوسته E است
سطح تماس سيال با لوله ها در پوسته F نصف تماس در پوسته E در يك سطح مقطع معين است.
با توجه به مورد فوق سرعت سيال در پوسته F دو برابر پوسته E است. (VF=2VE)
با توجه به روابط ضريب انتقال حرارت در پوسته داريم:
و اين يعني اينكه: P(سرعت جريان متقاطع) در نتيجه كه با توجه به مي توان نتيجه گرفت كه
به همين ترتيب روابطي را براي محاسبه خواهيم داشت كه اين روابط عبارتند از:
مقادير r,q,p با توجه به جريان و تجربه حاصل شده اند.
كه اين مقادير عبارتند از:
آرام آشفته
36/0 64/0 P
1 75/1 q
1 2 r
نتيجه براي محاسبات پوسته نوع F كافي است كه همان محاسبات پوسته E را صورت دهيم و در فرمول هاي فوق قرار دهيم.
رسوب گرفتگي(Fouling)
رسوب گرفتگي يك مبدل بستگي به نوع ماده و سيال مورد استفاده در داخل لوله و يا داخل پوسته دارد هر چه سيال كثيف تر و رسوب زاتر باشد اثر جرم گرفتگي آن بيشتر مي باشد به طور كلي جرم گرفتگي يك مبدل بستگي به نوع مبدل- زمان كاركرد مبدل و سيال مورد استفاده مبدل دارد. رسوب گرفتگي باعث كاهش ضريب انتقال حرارت ميشود اين امر به دليل آن است كه لايه رسوب يك عامل مزاحم در سر راه انتقال حرارت است به همين دليل در محاسبات مربوط به تعيين ضريب انتقال حرارت در يك مبدل داريم:
پس در نتيجه:
ارتعاش(Vibration):
يكي از مهمترين پارامترهاي طراحي ارتعاش دسته لوله است. ارتعاش دسته لوله باعث مي گردد كه سر و صداي مبدل افزايش يابد و در اثر ارتعاش دسته لوله بريده شده و به مبدل آسيب ميرساند عواملي چون برخورد دسته لوله ها به هم، بريدگي دسته لوله از محل اتصال جوش آن و يا از بين رفتن اتصال جوش آن و يا از بين رفتن اتصال پرچ شده باعث شكستگي دسته لوله مي گردد. هر جسم يك فركانس طبيعي مربوط به خود دارد در صورتيكه موج با همان فركانس به دسته لوله برسد باعث ارتعاش جسم مي گردد به چنين فركانس طبيعي جسم مي گويند فركانس طبيعي بستگي به جنس و شكل و ساختمان جسم دارد.
معمولا جريان سيال داخل پوسته است كه باعث ارتعاش دسته لوله ميگردد مكانيزم هاي ارتعاش عبارتند از:
ضربه هاي گردابه اي(Vortex shedding)
ضربه هاي متناوب جريان آشفته(Turbulent buffeting)
چرخش الاستيكي جريان سيال(Parallel flow eddy formation)
سه مورد اول در مورد جريان متقاطع است و مورد آخر در مورد جريان محوري دسته لوله مي باشد.
به دليل اول در مورد متقاطع است و مورد آخر جريان محوري دسته لوله مي باشد.
به دليل اهميت مكانيزم اول به بحث اين مكانيزم مي پردازيم.
هنگاميكه سيال به صورت عمودي روي دسته لوله ميريزد در پايين دسته لوله ميريزد در پايين دسته لوله جريان منطقه wake ظاهر مي گردد كه گردابه ها شروع به فعاليت ميكند. در اين منطقه يك ناحيه خلاء وجود دارد كه گردابه ها به منطقه خلاء نيرو وارد ميكند يك سري نيروها عموديند و يك سري از نيروها افقي مي باشند مرحله ارتعاش دسته لوله هنگامي است كه:
Fv=fn