بخشی از مقاله
چکیده
به منظور غلبه بر معایب عملکرد مبدل حرارتی پوسته لوله با بافل های قطاعی مرسوم، جریان در سمت پوسته به صورت سه بعدی در یک مبدل حرارتی پوسته لوله با نرم افزار فلو نت شبیه سازی می شود. سه مدل: مبدل پوسته لوله با بافل قطاعی، مبدل پوسته لوله با بافل دیسکی و مبدل پوسته لوله با بافل قطاعی زاویه دار مورد بررسی قرار می گیرد.
در این پروژه دو فاکتور انتقال حرارت و افت فشار مورد بررسی قرار می گیرد. برای شبیه سازی جریان آشفته در این هندسه از مدل k-e استفاده می گردد.
-1 مقدمه
مبدل حرارتی1 به عنوان یک وسیله پر کاربرد در تجهیزات صنعتی، بخش های مختلف صنعت: صنایع شیمیایی، فرآیند تصفیه نفت، نیروگاه برق، صنایع غذایی و... مورد استفاده قرار می گیرد. مبدل های حرارتی مختلفی برای فرآیند ها وسیستم های صنعتی طراحی شده است که در میان آنها مبدل حرارتی پوسته لوله متداول ترین نوع می باشد.
طراحی مبدل حرارتی به شرایط مسئله که شامل نوع مبدل، آرایش جریان، نوع لوله و پوسته ای که باید در شرایط انتقال حرارت و افت فشار مطلوب قرار گیرد بستگی دارد.
بیشتر از 35 الی 40 درصد مبدل های حرارتی حاضر در صنعت را مبدل های پوسته لوله در بر می گیرد به همین خاطر توجه به این وسیله واقعا از اهمیت بالایی برخوردار است.
در طی سال های گذشته انواع مختلفی از بافل ها در مبدل های حرارتی پوسته لوله مورد استفاده قرار گرفته است. همواره هدف ارا ه طرح های جدید این بوده که با افزایش نر انتقال حرارت مبدل، مقدار افت فشار جریان سمت پوسته در حد معقولی باقی بماند که متعاقبا کاهش هزینه پمپینگ و هزینه های عملیاتی را به دنبال خواهد داشت.
تعریف مبدل حرارتی:
دستگاهی است که برای انتقال حرارت موثر بین دو سیال - گاز یا مایع - به دیگری استفاده می شود.
مبدل های حرارتی به صورت زیر دسته بندی می شوند: 1 پیوستگی یا تناوب جریان 2 فرآیند انتقال 3 فشردگی یا تناوب جریان 4 نحوه ساختمان و مشخصات هندسی آن 5 درجه حرارت 6 سازوکار انتقال حرارت 7 تعداد سیال 8 آرایش جریان
1-1 انواع مبدل حرارتی
111 مبدل های حرارتی لوله ای: این مبدل شامل موارد زیر می باشد: 1 تک لوله ای 2 دو لوله ای 3 لوله مارپی 4 چند لوله ای 5 لوله پوسته
112 مبدل حرارتی صفحه ای 113 مبدل حرارتی صفحه و شاسی 114 مبدل های حرارتی پره دار 115 مبدل حرارتی صفحه پره
2-1 انواع بافل
121 بافل عرضی 122 بافل دیسک و حلقه 123 بافل طولی 124 بافل ضربه گیر
3-1 بیان مسئله
با توجه به اینکه وجود بافل در مبدل حرارتی باعث افزایش انتقال حرارت از طرفی افت فشار می شود در نتیجه نوع و نحوه قرار گیری بافل از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
در این پروژه به بررسی انواع مختلف بافل به این منظور که بهترین بافل که دارای بیشترین مقدار انتقال حرارت با توجه به افت فشار مناسب است، پرداخته می شود.
