متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی شیمی

با عنوان : توسعه و تدوین الگوریتم طراحی مبدل های حرارتی فشرده پلیت – فین

در ادامه مطلب می توانید تکه هایی از ابتدای این پایان نامه را بخوانید

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشكده تحصیلات تكمیلی

“M.SC.” پایان نامه برای دریافت درجه كارشناسی ارشد

مهندسی شیمی

عنوان:

توسعه و تدوین الگوریتم طراحی مبدل های حرارتی فشرده پلیت – فین

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چكیده

تحقیق حاضر روشی جهت طراحی مبدل های حرارتی پلیت فین ارائه می دهد كه در آن دستیابی به افت فشار كامل به عنوان هدف طراحی در نظر گرفته شده است. این روش بر اساس توسعه یك مدل ترموهیدرولیكی كه رابطه بین افت فشار، ضریب انتقال حرارت و حجم مبدل را ارائه می نماید و از الگوریتم طراحی سریع (RDA) استفاده می نماید بنا نهاده شده است. یك روش ساده برای انتخاب سریع سطح براساس مفهوم شاخص عملكرد حجم (VPI) و همچنین شاخص توسعه یافته عملكرد حجم، كه در آن اثرات سایر مقاومتها نیز منظور شده باشد، ارائه گردیده است. براساس این شاخ ص جدید سطوحی كه حجم های كوچكتری از مبدل را ایجاد نمایند VPI بزرگتری خواهند داشت. منحنی هایی جهت نمایش VPI برای سطوح مختلف برحسب رینولدز عملیاتی رسم شده و سطوح بر اساس VPI مقایسه شده اند. انتخاب سطح و طراحی همزمان برای دسترسی به افت فشار كامل با بهره گرفتن از نمودارهای VPI و مدل ترمو هیدرولیكی محقق می شود. الگوریتمهای طراحی برای تركیب جریان متقاطع و موازی ارائه، براساس آنها برنامه رایانه ای جهت طراحی و عملكرد مبدلهای حرارتی پلیت فین تدوین و ارائه شده است. نتایج با موردهای مطالعاتی ذكر شده در تحقیق مقایسه شده اند. با بهره گرفتن از نمودارهای VPI سطوحی كه بیشترین شاخص عملكردی را در محدوده رینولدز عملیاتی دارا باشند انتخاب و با بهره گرفتن از برنامه رایانه ای، مبدل مورد نظر طراحی شده و حجم كل مبدل به دست آمده است . به این ترتیب مبدل هایی طراحی شده اند كه حجمهایی تا چندین برابر كوچكتر از حجم موارد مطالعاتی ذكر شده داشته اند.

مقدمه

مبدل حرارتی پلیت فین یكی از انواع مبدل های حرارتی فشرده است كه مشتمل بر مجموعه ای یك در میان از صفحات مسطح و فین های موجدار است كه در كنار هم هسته مبدل حرارتی را تشكیل می دهند. جریانها در طول معابر ی كه توسط فین ها در بین صفحات جدا كننده ایجاد شده است جاری می شوند و حرارت را مبادله می كنند. فین ها دو مزیت عمده دارند اول اینكه به عنوان سطح انتقال حرارت ثانویه و دوم اینكه بعنوان حایل مكانیكی برای فشار داخلی در بین لایه ها عمل می كنند. انواع متعددی فین وجود دارد كه بهینه سازی مبدلهای پلیت فین را برای هر معیار مورد نظر مثل هزینه، وزن، راندمان حرارتی و یا افت فشار امكانپذیر می سازند.

مبدلهای حرارتی پلیت فین نسبت به سایر انواع مبدلهای حرارتی مزایایی دارند كه فقط توسط درجه حرارتها و فشارهای عملیاتی سیال محدو د می شوند. این مزایا سطح انتقال حرارت زیاد به ازاء واحد حجم، وزن كم، راندمان حرارتی بالا، درجه حرارت نزدیكی خیلی كوچك و امكان تبادل حرارتی بین چندین جریان فرایندی می باشند.

طراحی مبدل حرارتی پلیت فین نیازمند مشخصات بار حرارتی، افت فشارهای مجاز جریان و جنبه های خاص هندسه مبدل می باشد. منظور از جنبه های هندسی همان سطوح ویژه انتقال حرارت می باشند كه باید در هر سمت جریان به كار گرفته شوند.

در روش های طراحی متداول مبدل حرارتی، افت فشار بعنوان محدودیت طراحی در نظر گرفته می شوند كه در آن مبنای طراحی مشتمل برآزمایش سطوح هندسی مختلف است كه جهت تشخیص اینكه كدامیك بار حرارتی مورد نظر را در محدوده افت فشار مجاز تأمین نمایند، قرار دارد.

طراحی مبدل حرارتی پلیت فین را می توان به روش دیگری هم انجام داد. روشی كه در آن افت فشار جریان و بار حرارتی به عنوان اهداف طراحی در نظر گرف ته می شوند تحت عنوان الگوریتم طراحی سریع قبلاً ارائه شده است. این روش در مورد مبدلهای حرارتی پلیت فین به كار برده شده است و مثالهایی برای مواردیكه سطوح انتقال حرارت در ابتدای طراحی مشخص شده اند آورده شده است. مادامی كه سطوح ثانویه باید در ابتدای طراحی مشخص باشند، لازم است معیارهایی جهت انتخاب آنها در این مرحله وجود داشته باشد.

عملكرد سطوح انتقال حرارت را به روش های متعددی می توان تجزیه و تحلیل كرد. حجم برحسب مصرف توان، سطح جلویی بر حسب توان، ضریب انتقال حرارت به عنوان تابعی از توان پمپ به ازاء واحد سطح ا نتقال حرارت و غیره. مقایسه عملكرد سطوح براساس این نوع تجزیه و تحلیل ها، اطلاعات قابل استفاده ای را در جهت وظیفه انتخاب سطح ارائه می كنند.

متأسفانه این نوع تجزیه و تحلیل ها عموماً در موردسطوح در حالت منفرد به كار برده می شوند، در حالیكه در طراحی واقعی انتخاب سطحی كه باید بعنوان جفت به كار گرفته شود بر روی عملكرد كلی مبدل تأثیرگذار است. بنابراین عملكرد سطوح در تركیب و در كنار هم حائز اهمیت است. در حال حاضر هیچ روش اصولی كه بتواند انتخاب سطوح را در هر دو سمت، مورد نظر قرار دهد، موجود نمی باشد.

در این تحقیق روش ساده ای جهت انتخاب سطح و طراحی مبدل حرارتی پلیت فین بصورت همزمان و با تكیه برمفهوم شاخص عملكرد حجم ارائه شده است.

تعداد صفحه : 176

قیمت : 14700 تومان

 

—-

پشتیبانی سایت :        *       serderehi@gmail.com