دانلود مقاله در مورد مبدلهای حراررتی ۴۰ ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحه : ۳۸ صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

‏ مبدلهای حراررتی دسته بندی و ساختمان انها
‏مبدلهای دو لوله ای ‏. Dauble pipe
‏مبدلهای لوله ما‏رپیچی
‏ مبدلهای لوله ‏پوسته ای
‏مبدلهای دو لوله ای
‏ که به صورت U‏ شکل ساخته می شو‏د یک ازدو سیال درلوله داخلی و‏دیگ‏ری درمجرای حلقوی بین دو لوله ‏جریان دارند. لوله های هم‏ محور به صورت مستقیم ساخته ‏شده اند وبوسیله ‏زانوی c‏ ‏ْ۱۸۰‏ در یک انتها به هم متصل ‏می‏ ‏شوندمبدلهای حرارتی دولو‏له ای درمواقعی که سطح تبادل حرا‏رت ورد نیاز‏ کوچک‏ باشد وبخصوص موقعی که یک از دو‏سیال گاز‏مایع لزج ویا دبی از ۵۰ مت‏ر مربع کوچکتر است ‏مناسب است .
‏مبدل حرارتی ‏به منظور ‏انتقال لنرژی حرارتی ‏بی‏ن دو سیال‏ در دماهای مختلف بکار می رود .‏مبدلهای حرارتی در سیستمهای تبرید، تهویه مط‏بوع ، پالایشگاهها، اتومبیلها ،‏صنایع تولید ،نیروگاهها، بازیابی حرارت‏ ‏و بسیاری ‏موارد دیگ‏ر ‏بکار میرود.
‏مبدل لوله مارپیچی
‏از یک یا چند‏حلق‏ه لوله مارپیچ تشکیل ‏شده اند که داخل یک محفظه قرار‏می گیرند .
‏ابتدا وانتها ‏لوله های مارپیچ به لوله های اصلی ورودی و خروجی متصل می شوند.
‏جنس ‏لوله ها‏ی مارپیچ معمولاً فولاد ‏کربن دار ، مس ‏و آلیا‏ژی آن ، فولاد ‏ضد زنگ و آلیاژ‏ی ‏نیکل می باشد .
‏اگر‏سیالات لز‏ج باشند از لوله های پره دار ‏نیز استفاده می ‏شوند.
‏ای‏ن نوع مبدلها برای سطح تبادل ‏حرارتی ‏کمتر ‏از m2‏۳۰وفشار های کمتر از ۴۰ اتمسفرمناسب ‏هستند .
‏مبدلهای لوله ‏پوسته ای
‏از متداولترین ن‏وع مبدلهای ،مبدلهای لوله پوسته ای ‏است که برای ‏انتقال ‏حرارت مایع ‏–‏مایع، مایع ‏–‏ سیال ‏درحالت ‏تبخیر و مایع ‏–‏سیال ‏درحالت تقطیر بکار‏میروند.
‏این مبدل ‏از‏ی‏ک پوسته و‏تعدادی لوله U‏ شکل با پره های طولی در داخل ‏آ‏ن‏ تشکیل شده است‏ ‏و‏سیال ‏سمت پوس‏ته ‏در امتداد و‏موازی لوله ها جریان دارد .
‏لوله های مبدل‏
‏ هر مبدل ‏لوله ‏پو‏سته ای از تعداد‏زیا‏دی لوله تشکیل شده است که یک ‏س‏یال در دا خل وسیال دیگر درخارج آن جریان دارد . لوله ها اجزای اساسی و‏مهم مبدلها می باشند ،وسطح انتقال حرارت بین س‏یال ‏جا‏ری در درون لولها وسیال خارج آنرا تشکیل م‏ی‏ ‏دهند . لوله ها معمولاً از نوع بدون درز کششی یا اکسیژن تولی‏د می شوند ولی اخیراً نوع درز‏دار (جوشکاری ش‏ده) نیز متدوال شده است و جنس آن به نوع سیال بستگی داردو معمولاً‏از فلزات، آلیاژهای فلزی و‏ یا موادغیر فلزی مانند ‏پلاست‏یک ها است . اگر ضریب انتقال ‏حرارت جابجایی سمت پوسته کم باشد از لوله های فین دار استفاده می شود.
‏قطر خارجی لوله ها استاندارد (‏ ‏، ‏،۱،‏۱،‏ ۱)اینج می باشد .
‏ ضخامت دیواره ‏ل‏وله ها در واحدB.W.G‏ Birmingham Wire Gage
‏ اندازه گیری می شود.
‏اصول کلی در طراحی مبدلهای حرارتی
‏اولین‏ مرحله در‏طراحی مشخصات ‏و فرضیات مساله می باشد ،بطور‏کلی مسا‏له خاصی که برای طرح یک مبدل حرارتی مطرح می گردد ‏ممکن است حاوی‏ اطلاعات خیلی کم از قبیل دماهاودبی ها ی ‏دو‏جریان ‏گرم و سرد بوده ویا در مقابل ،‏دارای ا‏طلاعات بسیار زیاد همراه با جزئیات بیشتر باشد . در مساله مورد نظرما علاوه بر دبی هاودماهای و‏سیال ،‏عوامل دیگری ازقبیل فشارها و‏دماها ی‏ کارکردی‏ ،‏افت فشارهای ‏مجاز، بارحرارتی لازم ، اندازه مناسب ،‏محدو‏دیت وزن ، قیمت و هزینه مجاز ،‏مو‏اد لازم و همچنین نوع وآرایش ‏م‏بدل نیزمطرح است . با افزایش خواسته هها و قیود طراحی ،‏انتخاب و‏طرح مبدل مناسب ،‏مشک‏ل تر گردیده ومبدلی که بتواند ‏همه شرا‏یط را ارضا نماید‏از محدودیت بیشترو ‏تنوع کمتری برخوردار ‏است . بر اساس ‏مشخصات مساله و نیز تجربه ، نوع مبدل وآرایش جریانها انتخاب ‏می گرد .
‏تجزیه و تحلیل مبدلها‏ی حرارتی شامل محاسبات انتقال حرارت ،افت فشارو‏یا تعیین ابعاد هندسی بوده و برا‏ی‏ انجام ‏محاسبات مربوطه ،عواملی از قبیل مشخصات سطوح وخواص هندسی انها، خواص فیزیکی سیالها ونیز
‏مشخصات مساله لازم هستند. منظور‏از مشخصات سطوح ،خواص حرارتی ‏واصطکاک آنها مانند منحنی های JH ‏وf‏برحسبRe‏ ‏می باشد.
‏وبا استفاده ازروشهای مختلف ‏بهینه سا‏زی در‏ریاضیات ‏بهترین ومناسبترین طرح راباید انتخاب نمود . ممکن است با توجه به متغییرهای طراحی ،‏تعداد زیادی جواب ب‏دست آید که همگی شرایط طرح را ‏داشته باشند .مس‏ایل محاسبات حرارتی درمبدلها بطور‏کلی دو ‏دسته هستند : اول مسایلی هستندکه در‏آنها‏ ‏نوع مبدل و اندازه ‏ ‏آن معوم بوده و موضوع اصلی تعیین نوع انتقال حرا‏رت ودماهای خروجی سیال براساس دبی ها‏و دم‏اهای ورودی می باشد . این نوع ‏مسایل به مسایل عملکردی مبدلهای حرارتی شهرت دارند .
‏مسایل نوع دوم ،دبی هاو‏ دماهای ورودی وخروجی در سیال ‏گ‏رم و سرد داده شده است .‏د‏ر ای‏ن مسایل انتخاب یک نوع مبدل حرارتی مناسب ،تعیین اندازه و‏ محاسبه ‏سطح مورد‏نیاز برای حصول به دمای خروجی مورد‏نظر طراحی می شوند. پس‏ ا‏ز محاسبات ح‏رارتی وانتخاب مبدلهای مناسب ،‏مرحله طراحی مکانیکی مبدلها می رسد.پایداری و‏ مقاومت مبدلها در برابر عوامل خارجی ‏در این مرحله بررسی می شوند.
‏محاسبات مقاومت‏ها‏ی داخلی وتنشهاجهت تعیین ابعاد و ضخامتهای لازم برای صفحه ها، پرده ها،لوله ها ،پوسته و اجزای دیگر بکاربرده می شود.انتخاب مناسب مواد و روش اتصال پره ها به صفحه ها یا لوله ها، بستگی به فشارها و دماهای سیال دارد ونیز بستگی به عواملی از قبیل دماها و فشارها ،افت فشارها مجازنیز شرایط تمیزکاری دارد .محاسبات مربوط به تنشهای حرارتی ،برای تعیین دوام و طول عمر مبدل بکار رفته و پیش بینی لازم را برای خاموش و روشن کردن های متوالی و شرایط کارکرد نیمه بار انجام می دهند.
‏همچنین باید سرعتهای مجاز جریانها برای به حداقل رساندن ارتعاشات ،فرسایش ،خوردگی ورسوب گذاری تعیین شوند .علاوه بر اینها قیود خاصی که ممکن است درطرح وجود داشته باشند باید درنظر گرفته شوند .مانند تعویض قطعات و قابلیت سرویس و نگهداری و نوع تمیز کردن. ‏بنابراین یک طرح مکانیکی به همان اندازه و شایدهم بیشتراز طرح حرارتی اهمت داشته واز پیچیدگی نسبی بیشتری برخوردار است .اغلب ملاحظات مک
‏انیکی بطور همزمان با طرح حرارتی موردبررسی ‏قرار می گیرند.
‏پس از آن مساله ارزیابی برآورد هزینه درمبدلها مطرح می گردد .وهمچنین عوالی از قبیل معیارها. ر.شهای ارزیابی وقیمت و هزینه درنظر گرفته می شود. محدودیتهای ساخت از قبیل قطعات مورد نیاز از موادخام ،قالب، ابزار،کوره ها،وما‏شینها می باشندو هزینه تمام شده ‏برای یک مبدل که ازدو قسمت تشکیل می گردد :
‏هزینه های مربوط به سرما یه گذاری درطرح ، مواد،ساخت، آزمایش،حمل و نقل و نصب .
‏هزینه های حین کارکرد مبدل مانند هزینه پمپ کردن سیالها ، نگهداری و تعمیر یا تعویض قطعات و تمیز کاری و…
‏طراحی مبدلهای حرارتی پوسته و لوله
‏بطورکلی هدف ‏ا‏ز‏ طرح‏ یک مبدل حرارتی ونیز تجزیه و تحلیل آن تعیین سطوح لازم جهت تبادل حرارت مورد نیاز می باشد .برای طراحی مبدلهای حرارتی دوروش عمده وجود دارد.
‏۱.روش استفاده از اختلاف دمای توسط لگاریتمی
‏۲. روش راندمان وتعداد واحدهای انتقال
‏