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

مدیریت گرمایی بهبود یافته ساختمان با کمک شبیه سازی ترکیبی HVAC دینامیک

  مدیریت گرمایی بهبود یافته ساختمان با کمک شبیه سازی ترکیبی HVAC دینامیک چکیده تنها به تازگی بوده است که شبیه سازی ساختمان به عنوان یک سود ممکن در مدیریت ساختمان شناخته شده است اما در اغلب موارد نسبت به مدیریت گرمایی اهمال شده است. دلیل آن هم ماهیت پیچیده مشکلات مرتبط با شنا

فضاهای نیم‌خیزروی مسدود، دو وظیفه را بر عهده دارند

یک پروژه تحقیقاتی زیر بنایی در کارولینای شمالی نشان می‌دهد که استفاده از فضاهای نیم‌خیزرو بادخوردار، روش توانمند کنترل رطوبت و دارای مزیت صرفه‌جویی در مصرف انرژی تا حد قابل ملاحظه است. فضاهای نیم خیزرو بادخوردار، به‌طور گسترده‌ای در صنعت ساختمان سازی آمریکای شمالی مو

گلخانه ها (Greenhouse)

  برای تولید محصولات با کیفیت خوب در گلخانه­ها باید درجه حرارت داخل آنها به طرز صحیحی تنظیم شود. با توجه به اینکه اکثر پوشش­های گلخانه­ها استفاده از نایلون یا چادرهای برزنتی و مشابه آنها می­باشد؛ بیشترین بار سرمایشی گلخانه­ها ناشی از تشعشع خورشید است. به عنوان یک قاعدة تخ

تأثیر شرایط حرارتی موجود و مورد نیاز ساکنین ساختمان‌های مسکونی بلندمرتبه بر میزان مصرف انرژی

با توجه به این‌که شرایط حرارتی ساکنین در ساختمان‌های بلندمرتبه متفاوت از ساختمان‌های معمولی است، لذا بررسی این‌گونه ساختمان‌ها به لحاظ تأمین آسایش و کاهش مصرف انرژی ضروری و اجتناب‌ناپذیر است. هدف از این مقاله بررسی شرایط حرارتی در سه گروه از ساکنین آپارتمان‌های بلندمس

پاك‌سازي كانال‌ها

بسياري تغييرات فناوري در 100 سال گذشته نسبت به سده قبل از آن رخ داده است. اتومبيل‌هاي مدرن، هواپيما، ارتباطات، صنعت، نيروگاه‌ها و تهويه مطبوع، امروزه بيشتر زندگي نوع بشر را دستخوش تغيير قرار داده است. اما تمام اين پيشرفت‌ها باعث آلودگي منابع طبيعي ما شده است؛ مخصوصاً هواي ا

مفاهيم انرژي، انتروپي و اگزرژي و نقش‌هاي آنها در مهندسي گرما

ترموديناميك به‌صورت فراگيري به‌عنوان دانش انرژي نگريسته مي‌شود و مهندسي گرما مرتبط با به‌كار بردن بهترين استفاده از منابع انرژي در دسترس مي‌باشد. نام ترموديناميك برگرفته از كلمات يوناني ترم (حرارت) و ديناميك (نيرو) بوده كه توصيفي‌ترين تعريف از تلاش‌هاي نخستين جهت تبديل

راهنمای ساده طراحی مخازن هوا برای محافظت خطوط لوله تحت فشار از ضربه قوچ

چکیده:مخازن هوا ابزاری موثر برای کاهش فشارهای بیش از حد ضربه قوچ و فشارهای منفی ناشی از قطع ناگهانی پمپ  خطوط لوله‌کشی می‌باشند. فرایند تعیین ابعاد مخازن هوا به‌وسیله نمودارهای محاسباتی موجود بسیار ساده شده است و هر دو، حجم هوا و ابعاد کلی مخزن به‌وسیله این نمودارها مورد

بنر
بنر
بنر
بنر

راهنمای جامع صنعت تهویه و تأسیسات کشور

راهنمای جامع صنعت تهویه تأسیسات کشور