دانلود دانلود مقاله در مورد مبدل‌های حرارتی

دانلود مقاله در مورد مبدل‌های حرارتی

فرمت فایل دانلودی: .zip
فرمت فایل اصلی: .doc
تعداد صفحات: 5
حجم فایل: 247 کیلوبایت
قیمت: 6000 تومان

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحه : 5 صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

‏ ‏م‏بدل‏‌‏های حر‏ا‏رتی‏ ?‏ 1
‏مبدل‏‌‏های حرارتی
‏مبدل‏‌‏های حرارتی، دستگاه‏‌‏هایی هستند که به کمک آنها می‏‌‏توان در اثر تماس غیرمستقیم دو سیال، سیالی را سرد یا گرم کرد. در مورد این که کدام یک از دو سیال داخل لوله و کدام یک خارج لوله و در پوسته جریان داشته باشد، می‏‌‏توان معیارهای زیر را مدنظر قرار داد.
‏بهتر است سیال با ظرفیت حرارتی بیشتر در لوله داخلی و سیال با ظرفیت کمتر در لوله خارجی باشد، چون با نصب ظرفیت فین (پره) در لوله خارجی می‏‌‏توان ضریب کلی انتقال حرارت (U‏) را افزایش داد.
‏سیال خورنده در لوله داخلی جریان داشته باشد تا در اثر نشت احتمالی به محیط نشت نکند.
‏بهتر است فاز سمی در لوله داخلی جریان داشته باشد تا در اثر نشت احتمالی به محیط نشت نکند.
‏سیالی که دمای آن به دمای محیط نزدیک‏‌‏تر است، در لوله خارجی باشد.
‏سیالی که تمایل به رسوب‏‌‏گذاری بیشتری دارد در لوله خارجی باشد.
‏مطابق شکل 1-1، برای محاسبه انتقال حرارت بین دو سیال می‏‌‏توان از روابط زیر استفاده نمود:
qA = mA cPA (T2 – T1)A
qB = mB cPB (T1 – T2)B
q = AU∆TLn
AU = AoUo = AiUi
= LMTD
‏ ‏م‏بدل‏‌‏های حر‏ا‏رتی‏ ?‏ 3
‏که در این رابطه، U‏ ضریب کلی انتقال حرارت، Ui‏ ضریب کلی انتقال حرارت مربوط به سطح داخلی و ∆Tln‏ متوسط لگاریتمی اختلاف دما (Log Mean Temperature Difference‏) می‏‌‏باشد.
‏شکل ‏1‏-1‏ ‏مبدل حرارتی دو لوله‏‌‏ای و مدار الکتریکی مشابه آن
‏آرایش مختلف جریان‏‌‏ها در مبدل‏‌‏های حرارتی در شکل 1-2 آورده شده است. در این شکل، محور افقی تمام حالت‏‌‏ها معرف طول مبدل می‏‌‏باشد.
‏در مورد تبخیرکنننده حالت (و) می‏‌‏توان گفت که جریان با دمای بالاتر انرژی خود را به جریان خنک‏‌‏تر می‏‌‏دهد و باعث به جوش آوردن جریان با درجه حرارت پایین در درجه حرارت ثابت می‏‌‏شود، به‏‌‏طور مشابه در حالت (د) این وضعیت برقرار است.
‏برای داشتن سرعت بیشتر، لوله‏‌‏های کوتاهتر و کاهش مشکل انبساط از مبدل‏‌‏های چند مسیره استفاده می‏‌‏شود.
‏شکل ‏1‏-‏2‏ ‏آرایش مختلف جریان‏‌‏ها در مبدل‏‌‏های حرارتی
‏همانطور که قبلاً اشاره شد، رابطه بالا برای مبدل‏‌‏های حرارتی دو لوله‏‌‏ای صادق است، ولی اگر مبدل به صورت‏‌‏های دیگر (مبدل با یک پوسته و با مضربی از دو مسیر لوله، با دو پوسته و با مضربی از چهار مسیر لوله، مبدل حرارتی با جریان عمود بر هم یک مسیره که هر دو سیال غیرمخلوط هستند و ...) باشد مقدار گرمای انتقال یافته از رابطه زیر به دست می
‏ ‏م‏بدل‏‌‏های حر‏ا‏رتی‏ ?‏ 4
‏‌‏آید.
q = AUF∆Tln
‏که F‏ ضریب تصحیح بوده و مقدار F‏ برای انواع مختلفی از دیاگرام‏‌‏های مربوط به‏ دست می‏‌‏آید. طراحی مبدل (محاسبه سطح مبدل) در صورت منوط به انجام حدس و خطاست، ولی با تعریف کارایی مبدل حرارتی، این طراحی آسان‏‌‏تر صورت می‏‌‏گیرد. این روش که ناسلت آن را پایه‏‌‏گذاری کرد به نام روش تعداد واحدهای انتقال (N.T.U‏ یا Number of Transfer Unit‏) معروف است. در ادامه به طور خلاصه به این روش پرداخته می‏‌‏شود:
‏ ‏انتقال حرارت واقعی
‏= کارایی مبدل حرارتی =
‏ماکزیمم انتقال حرارت
‏با توجه به این‏‌‏که q = CH(THi – Tho) = CC(TCo – Tci)‏ (توجه شود که C=m.c‏ که c‏ ظرفیت حرارتی است). به راحتی می‏‌‏توان دریافت که هر جریان که دارای بیشتری اختلاف دما باشد، باید کمترین C‏ را نیز داشته باشد. یعنی:
Cc > Cmin‏ یا CH > CC‏ "‏ ∆Tc > ∆TH‏ (1 اگر
CH > Cmin‏ یا CC > CH‏ "‏ ∆TH > ∆Tc‏ (2 اگر
‏چون در تعریف کارآیی، برای ماکزیمم انتقال حرارت (مخرج تعریف) سطح مبدل را بی‏‌‏نهایت تصور می‏‌‏کنیم. پس دمای خروجی جریان سرد (در حالت CH > CC‏) می‏‌‏تواند به دمای ورودی جریان گرم برسد (به‏‌‏طور مشابه دمای خروجی جریان گرم در حالت CH
‏شکل ‏1‏-‏3‏ ‏توزیع دما در مبدل مختلف جریان سرد بیشترین اختلاف دما را دارد.
‏اهمیت این رابطه در طراحی این است که فقط احتیاج به دانستن دماهای ورودی جریان گرم و سرد است، البته به شرط آن که کارایی مبدل حرارتی (
‏ ‏م‏بدل‏‌‏های حر‏ا‏رتی‏ ?‏ 4
‏) معلوم باشد.
‏محاسبات ریاضی نشان داده است که کارآیی مبدل‏‌‏ها فقط تابعی از نسبت‏‌‏های ‏ می‏‌‏باشد که U‏ ضریب کلی انتقال حرارت و A‏ سطح مبدل حرارتی است، دو حالت بسیار ساده زیر موید این مطلب است:
‏در صورتی که در مبدل مختلف الجهت C=1‏ باشد، داریم:
‏در صورتی که کندانسور و یا تبخیرکننده داشته باشیم، ملاحظه شد که دمای یک جریان ثابت می‏‌‏ماند، در مورد این جریان C = 0 or Cmax " ∞
‏در ضمن هرچه NTU‏ بیشتر شود، کارایی مبدل بیشتر می‏‌‏شود، به شرط آن که در مورد مبدل‏‌‏های هم‏‌‏جهت مقدار NTU‏ ‏از سه و در مبدل‏‌‏های مختلف‏‌‏الجهت مقدار NTU‏ از 5 بیشتر نباشد. کاهش نسبت ‏ نیز بر افزایش کارایی مبدل اثر دارد، ولی این کاهشِ نسبت نمی‏‌‏تواند تا صفر شدن دبی یکی از جریان‏‌‏ها ادامه یابد، چرا که در این صورت از مبدل تنها یک جریان عبور می‏‌‏کند که با اساس کار مبدل منافات دارد.
‏من‏ـــ‏ب‏ــــ‏ع:
‏معاضد، محمدتقی و دیگران، مهندسی شیمی، انتشارات ارکان، زمستان 1379

 

پرداخت با کلیه کارتهای عضو شتاب امکان پذیر است.