Hvacmag

رادین گستر سینا نماینده رسوب زدای انگلستان

مدیریت حرارتی مبدل‌های حرارتی پره‌دار با شناسايی مقاومت حرارتي تماس به کمک تكنيك مسأله معكوس

Titanium-Heat-Exchanger

مقاومت حرارتي تماس يكي از عواملهاي اصلي در مكانيزم انتقال حرارت در مبدل‌های حرارتي پره‌دار است. مبدل‌ حرارتی وسيله‌اي است كه براي انتقال حرارت از يك سيال در يك سمت يك مانع به سيالي در سمت ديگر آن به كار مي‌رود، بدون آنكه تماس مستقيمي بين دو سيال برقرار باشد. مبدل‌های حرارتی بر اساس خصوصياتشان مي‌توانند به انواع مختلفي مانند پوسته و لوله[1]، صفحه‌اي[2]، پره و لوله[3] و غيره دسته‌بندي می‌شوند. از میان آنها، مبدل‌های حرارتی پره‌دار در بخش‌هاي گسترده‌اي از جمله پايگاه‌هاي تولید نيرو، سامانه‌های تهویه مطبوع، اتومبيل‌ها و غيره كاربرد دارند.این‌گونه مبدل‌ها از طريق انبساط مكانيكي لوله براي محكم كردن اتصال بين پره و لوله ساخته مي‌شوند. ويژگي‌هاي مبدل‌های حرارتی در فصل مشترك بين پره و لوله به دليل سطح نامنظم آنها به طور واضح مشخص نشده است. بنابراين، مقاومت حرارتي تماس به‌طور عميق مورد بررسي قرار نگرفته است و گاهي به دليلي كمبود داده‌های صحيح، مشكلات اندازه‌گيري و پيچيدگي‌هاي انتقال حرارت از طريق فصل مشترك ناديده گرفته شده است. در سال‌های گذشته، محققان زيادي برای بهبود کارائی مبدل‌های حرارتی، مطالعات و تحقیقات زیادی انجام داده‌اند. در ادامه به نمونه‌هایی از روش‌های افزایش انتقال گرما که توسط محققان قبلی بررسی شده است اشاره می‌شود:

1- قرار دادن نوارهای مارپیچ در لوله ]2-1[

2- قرار دادن سیم‌پیچ‌های مارپیچی به منظور ایجاد اغتشاش بیشتر در جریان و بالا بردن ضریب انتقال حرارت ]4-3[

3- تعبیه نمونه‌های خلل و فرج دار به منظور ایجاد اغتشاش بیشتر در جریان و بالا بردن ضریب انتقال حرارت ]8-5[

4- نصب مناسب وسایلی برای تشدید آشفتگی و چرخشی‌تر کردن جریان ]11-9[

5- انجام یک تحقیق آزمایشگاهی بر روی یک لوله گرد مجهز به تولیدکننده و افزایش ‌هنده چرخش جریان از نوع پروانه‌ای ]12[

البته اولین مطالعه درباره‌ مقاومت حرارتی تماسی در مبدل‌های حرارتی پره‌دار توسط دارت1 مورد بررسی قرار گرفت ]13[. او برای اینکه اثرات انتقال حرارت جابجایی طبیعی را به کمترین مقدار خود برساند، مبدل حرارتی را در یک محفظه‌ خلأ و عایق‌کاری شده قرار داد و مقاومت حرارت تماسی را برای مبدلی که از دو گذرگاه (یکی برای آب گرم و دیگری برای آب سرد) ساخته شده بود، اندازه‌گیری کرد. اکلز2 ]14[ و اکلز و راباس3 ]15[ انتقال حرارت هدایت تماسی را برای حالت‌های مختلف، با تعداد فین‌های مختلف، ضخامت فین متفاوت، تغیر قطر لوله‌ها و ... پیش‌بینی و محاسبه کردند. آنها آزمایش خود را با روش تجربی که بر اساس روش دارت بود انجام دادند و تابعی برای انتقال حرارتی تماسی در مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای پره‌دار بیان کردند. کیم و همکاران10 ]16[ رابطه بین انتقال حرارت تماسی و عوامل موثر بر آن برای یک مبدل حرارتی با لوله‌ای با قطر 25/9 میلی‌متر را بررسی کردند. آنها انتقال حرارت هدایت تماسی برای مبدل‌های پره‌دار مختلف با قطر 25/9 میلی‌متر را بررسی و رابطه بین انتقال حرارت هدایت تماس و عوامل مؤثر مانند نسبت انبساط، نوع فین، فاصله فین‌ها و . . . را بررسی کردند. گروه کیم و همکاران ]17[ همین بررسی را برای لوله‌ای با قطر 7 میلی‌متر انجام دادند. آنها عواملی مانند نوع فین، نوع ساخت لوله‌ها و . . . را بر روی انتقال حرارت تماسی بررسی کردند و رابطه‌ای جدید بین عوامل مؤثر و انتقال حرارت تماسی در مبدل پره‌داری با لوله‌ای به قطر 7 میلی‌متر بیان کردند و این انتقال حرارت را به طور کمی با روشی عددی-تجربی به‌دست آوردند. آنها همچنین برای تمام نمونه‌های مورد آزمایش اجزای مقاومت حرارتی را به‌دست آوردند. چنگ14 ]18[ مقاومت حرارت تماسی را برای مبدل‌های پره‌دار بوسیله‌ی روش مستقیم با اندازه‌گیری افت دما و شار حرارتی در طول سطح تماس به‌دست آورد.بنابراین شناسایی مقاومت حرارتي تماس در دمای پائين يك نياز اساسي براي ساخت مبدل‌های حرارتی پره‌دار در این محدوده دمایی مي‌باشد. براي مدیریت حرارتی این‌گونه مبدل‌ها و تعيين دقيق راندمان حرارتی در آنها، لازم است انتقال حرارت در عرض فصل مشترك پره و لوله، تا آنجا كه ممكن است به دقت مشخص شود. از آنجا كه فرآيند انتقال حرارت در فصل مشترك بسته به خصوصيات ترمو فيزيكي مواد اتصال، توپوگرافي سطح و گاهاً ماده انتخاب شده براي لايه مياني مثل هوا و يا ساير سيالات، بسيار پيچيده است، هنوز آزمايشات تجربي يك روش مؤثر براي مطالعه مقاومت حرارتی تماسی براي كاربردهاي عملي است. بيشتر كارهاي منتشر شده، در محوده دمای نزديك يا بالاتر از دماي اتاق می باشند و در گستره دمايي وسيع تنها كارهاي تحقيقاتي محدودي گزارش شده است. همچنین یک روش محاسباتی قوی تاکنون جهت محاسبه مقاومت حرارتی تماس در مبدل‌های حرارتی پره‌دار ارائه نشده است. درنتیجه در این مقاله از روش مسأله معکوس به‌عنوان یک روش محاسباتی کارامد جهت تخمین و شناسایی مقاومت حرارتی تماس در مبدل‌های حرارتی پره‌دار استفاده شده است.



[1] shell and tube heat exchanger

[2] plate heat exchanger

[3] fin-tube heat exchangers

facebook- صفحه اجتماعی فیس بوک تهویه و تاسیسات           instagram صفحه اینستاگرام تهویه و تاسیسات          linkdin صفحه linkdin تهویه و تاسیسات          Telegram صفحه تلگرام تهویه و تاسیسات

بنر
بنر
بنر

مقاله های برتر به صورت کامل

انرژی، جامعه و اخلاق

روند کنونی اتمام منابع و نابودی زیست‌محیطی به کمبود و فقدان قواعد اخلاقی جامعه بر‌می‌گردد و در شرایط کنونی، توجه مناسبی به ابزارهای قابل‌دسترسی نظیر اگزرژی، بوم‌شناسی و دموکراسی نمی‌شود و این موضوع ما را از واقعیت و از امکانات موجود در جلوگیری از یک فاجعه ناگهانی دور می

رویکرد سامانه‌ای به عملکرد ساختمان بهینه‌سازی‌شده انرژی

این مقاله به بررسی یافته‌های پژوهش انجام شده در دانشگاه مرسد، بمنظور توسعه یک رویکرد سامانه‌ای قدرتمند جهت پایش و بهینه‌سازی مستمر عملکرد انرژی ساختمان می‌پردازد. تحلیل میدانی مشتمل بر سه پروژه می‌باشد؛ پایش دقیق، تحلیل نمونه مبنای عملکرد انرژی سامانه و اجرای راهبردهای

انرژی زمین‌گرمایی چیست؟

گرما شکلی از انرژی است و انرژی زمین‌گرمایی از نظر لغوی، به معنای گرمای موجود درون زمین است که در اثر پدیده‌های زمین‌شناسی در کل کره زمین به‌وجود می‌آید. انرژی زمین‌گرمایی نشان‌دهنده بخشی از گرمای زمین است که انسان می‌تواند آن را بازیافت و یا استخراج نماید.حضور آتشفشان،

روش‌های صرفه‌جویی انرژی در ساختمان

سيستم‌هاي تهويه و گرمايش ساختمان‌ها و سالن‌هاي بزرگ سهم بزرگي از مصرف انرژي در كشور را به خود اختصاص مي‌دهند. تأمين آب گرم مصرفي،گرمايش ساختمان‌هاي سالن‌هاي ورزشي و سوله‌هاي صنعتي از جمله اين موارد است. عوامل مختلفي بر آسايش انسان در محيط زندگي تأثيرگذار است. يكي از ا

روش‌های پایداری ساختمان-بخش دوم

طراحی خورشیدی غیر‌فعالهنگام برخورد نور خورشید به ساختمان، مصالح ساختمانی نور دریافتی را بازتابش، منتقل و یا جذب می‌کنند. طراحی خورشیدی غیر ‌فعال با بیشینه‌سازی میزان جذب انرژی خورشیدی، از آن برای گرمایش و روشنایی ساختمان استفاده می‌کند. تاکید بر این نکته بسیار با ‌اهمیت

ممیزی و مدیریت انرژی

رئوس مطالبی که ارائه خواهد شد عبارت است از: تعریف ممیزی و مدیریت انرژی، لزوم ممیزی انرژی، انواع انرژی، مدیریت (ممیزی) انرژی بر اساس درک ارزش‌های انرژی، محاسبه کارایی انرژی، تطبیق استفاده از انرژی با تقاضا، به حداکثر رساندن بازده‌های سامانه، بهینه‌سازی نیاز ورودی انرژی، س

پمپ حرارتی منبع آبی برای کلاس‌های درس پیش‌ساخته

این مقاله سامانه‌های پمپ حرارتی منبع آبی در خانه‌های متحرک و کلاس‌های درس پیش‌ساخته را بررسی کرده و روش‌های بهبود طراحی را پیشنهاد می‌نماید. این تحقیق بر اساس مطالعه قبلی شامل آزمایش پمپ حرارتی زمین گرمایی سه تنی در یک کلاس درس پیش‌ساخته در ویلسون‌میلز در مدرسه ابتدایی

بنر
بنر
بنر

راهنمای جامع صنعت تهویه و تأسیسات کشور

راهنمای جامع صنعت تهویه تأسیسات کشور