انجام پایان نامه

درخواست همکاری انجام پایان نامه  بانک مقالات رایگان انجام پایان نامه

سفارش پایان نامه

|

انجام پایان نامه ارشد

 پایان نامه 

پایان نامه‏ مواد

انجام پایان نامه‏ ارشد مواد



فصل اول  


فصل اول مروري اجمالي بر ويژگيها ، ساختمان و مشخصات مبدلهاي حرارتي صفحه اي دارد . به بيان مزايا و معايب اين مبدلها پرداخته و آن را با مبدلهاي پوسته و لوله اي مقايسه نموده است . در پايان نيز به كاربرد مبدلهاي حرارتي صفحه اي در صنعت اشاره شده است .  

 
مقدمه
مبدلهاي حرارتي وسايلي هستند كه براي بالا بردن و يا تسهيل جريان انتقال حرارت به كار مي روند . مثل هاي بي شماري از اين مبدل هاي در زندگي روزمره به هم مي‌خورد . هر موجود زنده اي به نوعي با مبدلهاي حرارتي كار دارد . پستانداران داري مبدل حرارتي پيچيده اي هستند . اولين قسمت آن شش است كه نه فقط وظيفه انتقال اكسيژن به خون و خارج كردن دي اكسيد كربن از آن را به عهده داد بلكه به اشباع كردن بازدم توسط بخار آب بدن را خنك مي كند .
قسمت دوم مبدل پوسته است كه با تغيير ظاهر فيزيكي خود با توجه رطوبت و سرعت هواي محيط انتقال حرارت از بدن را كنترل مي كند .
مبدل هاي حرارتي صنعتي از پيچيدگي برخودار است .ولي به دلت آوردن تكنولژي ساخت آن از اهميت بالايي برخوردار است . برخي از مبدلهاي صنعتي كه در كه در زندگي روزانه با آن سرو كار داريم عبارتند از وسايل وسايل جوشانيدن آب ، سيكل بر ماشينم يخچال كه داراي دو قسمت سرد كردن فضاي داخل يخچال و خارج نمودن گرماي گرفته نشوده توسط سيال برد به محيط است سيستم رادياتور اتومبيل موارد بسيار زياد ديگر .
مبدل هاي حرارتي داري اهميت ويژه اي در حوزه وسيعي از صنعت مي باشند . مبدل هاي حرارتي در پالايشگاه ها ،نيروگاه ها ، اتومبيلها ، سيستم هاي تبريد ، تهويه مطبوع ، صنايع توليدي ، بازيابي حرارت و بسياري موارد ديگر به كار گرفته مي شود و از عوامل اصلي ايمني واحدهامحسوب مي شود .
در سالهاي اخير مبدلهاي حرارتي كاربرد روز افزون در صنايع شيميايي و صنايع ديگر پيدا كرده است . اين امر سبب نشوده تا توجه بسياري از محقيقن به سمت اين نوع مبدل و بررسي رفتار عمومي آن معطوف گردد . مبدل حرارتي صفحه اي كاربرد توسعه يافته خود را مرهون طرح مطلوب و مقرون به صرفه خود است . ضريب انتقال طرت بالا ، طرح جمع و جور و فشرده . سهولت امليات نظافت ، رسوب زدايي بازو
بسته كردن و بياري از مورد ديگر از جمله مزاياي اين مبدل مي باشد .
از سال 1970 به بعد مقالات گوناگوني براي مدلسازي و شبيه سازي اين نوع مبدل انتشار يافته است . ولي با توجه تازگي و پيچيدگي موضوع كمبود هايي در اين زمينه احساس مي شود . براي بررسي اين نوع مبدل رفتار آن را مي توان در حالت پايدار و در حالت گز را بررسي كرد . روشهاي گوناگوني براي شبيه سازي اين رفتار ارائه مي شود كه هر يك بر اساس تئوريهاي متفاوت و روشهاي مختلف حل معادلات و تكنيكهاي عددي يا بعضا تحليلي مي باشد .  
پارامتر در مدلسازي درجه حرارت است و عوامل مؤثر ديگر به صورت  ضرايب ثابت و يا متغير در مدلها و دخالت داده مي شوند . البته مدلهايي نيز براي در نظر گرفتن پارامترهاي جريان و فشار ارائه نشده اند كه بررسيهاتا سال 1995 ميلادي حاكي از عدم پاسخگويي مطلوب يا قابل توجه آنها مي باشد .
 
دسته بندي مبدلهاي حرارتي
برخي مبدلهاي حرارتي كه براي انتقال حرارت بين دو يا چند سيال به كار مي روند را متوصيم به صورت زير دسته بندي نمود .

1-2-1- مبدل لوله اي

1-2-2- مبدل صفحه اي

1-2-1-1- مبدل لوله و پوسته    (Sheu   x  tube)
مبدل لوله و پوسته از متداولترين انواع تجهيزات انتقال حرارت است كه در صنعت به كار مي رود . اگر چه اين مبدل لزوما كم حجم نيست ولي توانايي بالاوشكل ساختمان  
 آن باعث گرديده كه براي اغلب كاربردها مناسب باشد . ماكزيمم شرايط شرايط عمليات كه براي اين مبدل توصيه شده است از 200 تا700  درجه سانتيگراد و تا فشار 350 بار است . سطح انتقال حرارت مبدل از 5 تا 1000 تر متر مربع است . با توجه نياز مختلف ، شكلهاي گوناگون از اين مبدلها طراحي نشده است .

1-2-1-2- كولر هوايي (    xhr - cooled  )
كولهاي هوايي هستند كه داراي تجهيزات انتقال حرارت لوله اي بوده كه در معرض هوا قرار مي گيرد . هواي عبوري از روي لوله هابه عنوان محيط سرد كننده براي سيال داخل لوله عمل مي كند . عبور هوا از روي لوله هامي تواند به صورت طبيعي انجام گيرد ولي به صورت انجام گيرد ولي اما براي افزايش ضريب انتقال حرارت از سيستم اجباري توسط فن استفاده مي شود . اين سيستمها داراي ماكزيمم شرايط عمليات 200 درجه سانتيگرال و 350 با مي باشند . سطح انتقال حرارت ايجاد شوده توسط يك واحد از 5 تا   متر مربع تغيير مي كند .

1-2-1-3- مبدل حرارتي دو لوله اي    Double  pipe ) )                          
  اساس ساختمان مبدل حرارتي دو ولوله يك لوله صاف و هموار يافين دار در طول آن است كه داخل لوله با قطر بيشتر قرار مي گيرد . در بعضي از انواع اين مودل ممكن است يك دسته لوله داخل لوله بزگتر قرار مي گيرد .
اين مبدل به ويژه براي ظرفيت هاي كم عمليات متقابل و فشار بالا مناسب است . محدوديت اي عملياتي آن از 200 تا 700  درجه سانتيگراد و تا فشار 350 بار است . محدوها سطح انتقال حرارت آن نيز از 25/0 تا 200 متر مربع مي باشد .

1-2-1-4-  مبدل لوله گرمايي   (Heat    pipe )
مبدل لوله گرمايي از يك محفظه بسته ، سيال عامل در اكثر موارد و جسم مشبك كه بايد ، سطح داخلي محفظه ، نمودار پيوسته و محكمي را بسازد ، تشكيل مي شود . به علت استحكام و سهولت ساخت ، محفظه از يك لوله مروربا سطح مقطع ثابت ساخته مي شود . اين مبدلها به ويژه براي كابردهايي كاربردهايي كه شامل مهم بزرگي از گاز در فشار پاين و احتمالا در دماي بالا است مناسب مي باشد . محدوده دمايي 100 تا 400 درجه سانتي گراد و فشار40 بار براي اين مبدلهاي مناسب است . سطح اين مبدلها از 100 تا 1000 متر مربع شعر است .

 1-2-2- مبدل حرارتي صفحه اي

 1-2-2- 1  مبدلهاي حرارتي حلزوني (Spiral   plate  heat exchanger)
مبدلهاي حرارتي حلزوني در سال 1930 توسط Rosenbland patenter    جهت بازيابي انرژي حرارتي باقيمانده در فاضلاب صنايع تخمير و كاغذ سازي اختراع شد . بعد از جنگ جهاني دوم كاربرد اين انواع مبدلهاي حرارتي به تدريج در صنايع ديگر نيز گسترش يافت و در حال حاضر در اندازه هاي مختلف توسط شركتهاي بزرگي چون :    amercan  heat reclaing alfa –laval  co  aprco   ساخته و فروخته مي شوند و به عنوان يك جايگوزين عمومي براي مبدلهاي حرارتي پيوسته و لوله در فشارهاي پايين و متوسط مطرح هستند . اين مبدلها به ويژه براي عمليات روي مايعات و سكوز ، كثيف و مايعات حاوي سوسپانسيون جامد مناسب هستند . در ضمن محدود ، به سيالات تك فازي نبوده و مي تواند آن را براي گندانس و تبخير مايعات نيز به كار برد . محدوده كار اين مبدلها تا دماي 400 درجه سانتيگراد و فشار 20 بار مي باشد .
 
                            شكل 1-1 و شكل 1-2
 
ساختمان اصلي مبدلهاي حرارتي صفحه اي حلزوني از پيچاندن يك جفت نوار فلزي به صورت حلزوني و يا پيچشي طوماري به دوريك ميله هاي كوچك كه انتهاي آنها به دوصفحه جونتي داده مي شود ، جدانگه داشته مي شوند .نوارهاي پحصن فلزي طوري پيچانده مي شوند كه از يك طرف با صفحه سطح جانبي تماس داشته باشند انگاه محل تماس جوش داده مي شود و بدين ترتيب كانالهاي حلزوني از يك پهلو مسدود مي شوند . همچنين در بعضي از حالتها فقط يك كانالهاي به صورت يك درميان با قرار دادن ستونهاي نگهدارنده از طرفين مسدود مي شود (شكل 1-2 ) . بنابراين كانالهايي كه با هم ارتباط دارند از يك طرف مسدود مي شوند و طرف باز آنها توسط سر پوش و اثر دار به يك فلانچ محكم در انتهاي محفظه سيلندري جوش داده مي شود ، توسط پيچ و مهره متصل مي گردد . با استفاده از اين نوع ساختمان احتمال وقوع نشست از بين مي رود ،‌ بعلاوه كارهاي تعميراتي و تميز كردن كانالها به راحتي انجام مي شود . هر دوپهلوي كانالهاي كاملا مسطح ساخته مي شوند تا پس از جايگزاري و اثرهاو محكم كردن سر پوش مبدل ،‌ جريان از يك كانال به كانال ديگيرد نشست نكند و عملكرد مبدل تضعيف نگردده . سرپوشها در قسمت مياني ، گرد درست مي شود ، تاهنگامي كه در محل خود فلانچ مبدل به پيچ و مهره متصل مي شوند ،‌ آب بندي محل اتصال با فشار اوليه بيشتر صورت گيرد .
 دو نازل ورودي خروجي سيالها در مركز هر سرپوش جوش داده مي شود . درHeacler نيز در قسمت جانبي مبدل و در انتهاي هر كدام از گزرگاه هاي حلزونها جوش داده مي شود تا بتوان نازلهاي محيطي را روي آنها فراهم نمود . براي جريان ناممهو يكي از سيالها از طريق نازل محيطي وارد و از مركز خارج مي شود و ديگري از نازل وارد و از نازل محيطي خارج مي شود . براي جريان سمهوهر دوسيال يا از مركز و يا از مركز و يا از نازلهامحيطي دارد مي شوند    
مبدلهاي صفحه اي حلزونها به خاطر چرخش صفحات داراي قطرنسبتا بزرگي هستند .
 به عنوان مثال براي سطح انتقال 185 متر مربع قطر آن به 5/1 متر مي رسد . بعلاوه اين مبداهاجزء مبدل هاي فشرده به حساب نمي آيند .

1-2-2-2-  مبدل هاي فين دار  ( ‍plate  -ifn  heat cxchangir )
كاربورد مبدل هاي صفحه اي فين دار حدود 30 سال است كهرايج گرديده است . يك مبدل حرارتي صفحه پره اي ، شامل پردههاي صفحه اي چين دار كه توسط دو ستون مستود مي گردد . (‌شكل 1-4 ) به همين دليل به آنها مبدلهاي صفحه و ستون گفته مي شود . از اجتماع چند رديف از اين پردههاو صفحه هاي يك مبدل حرارتي صفحه اي فين دار به وجود مي آيد . صفحه هاي مرزي ، جريانهاي در سيال مختلف را از هم جدا مي كند و پردههامجرا هايي در داخل هر لايه براي عبور سيالهاتشكيل مي دهند . رديفهايي از اين المانها را متوسن با اشكال و ابعاد مختلف روي هم سوار منوده و انگاه توسط جوش ، برز يا لحيم آنها را به يكديگر وصل نمود . ( شكل 1-5 )







انجام پایان نامه

، انجام پایان نامه ارشد، انجام پایان نامه، پایان نامه

برای دیدن ادامه مطلب از لینک زیر استفاده نمایید

 دانلود مقاله | انجام پایان نامه

سفارش پایان نامه

نقشه