مبدل هاي حرارتي اصلي
فهرست مطالب
عنوان
مقدمه
فصل اول- معرفي انواع مبدل هاي حرارتي
– مبدل هاي پوسته- لوله اي و انواع آن
– پارامترهاي عملياتي تعيين كننده مبدل هاي پوسته لوله اي
– خصوصيات مبدل پوسته لوله اي Fixed Tube Sheet
– خصوصيات مبدل پوسته لوله اي U- Type
فصل دوم- پارامترهاي طراحي مكانيكي
– قطر و ضخامت لوله ها
– طول لوله ها
– آرايش لوله ها
– لوله هاي دو فلزي و پرده دار
– صفحه جدا كننده
– بافل هاي عرضي و لبه هاي بافل ها
– ضخامت بافل
– حداكثر طول آزاد و بدون تكيه
– بافل هاي طولي
– صفحه برخورد
– آخرين محدوده لوله گذاري (OTL)
– محاسبه تعداد لوله ها
فصل سوم- اطلاعات طراحي
– انواه محاسبات كاربردي در مبدل هاي حرارتي
– روش LMTD
– محاسبه U
– متد كلي مسئله طراحي
– روش NTU در طراحي يك مبدل
فصل چهارم- روابط مهم در تعيين ضريب انتقال حرارت و افت فشار
– معادلات و روابط مربوط به تازل و درپوشها
– تازل هاي ورودي و خروجي سمت لوله
– افت فشار تازل سمت پوسته
– بررسي فاكتور J در ميزان انتقال حرارت و وابستگي آن به ضريب انتقال حرارت
– تعيين J بر مبناي عده ناسلت
– تعيين J بر مبناي عدد استاتن
فصل پنجم- روشهاي طراحي و محاسباتي مبدل ها
– روش Kem
– محاسبه افت فشار سمت پوسته در روش Kem
– روش Bell
– معرفي فاكتورها در روش Bell
– روش تينكر (Tinker)
– محاسبات مربوط به پوسته F
– رسوب گرفتگي (Fouling)
– ارتعاش (Vibration)
– سروصدا (Noise)
– الگوريتم عمومي در طراحي مبدل هاي پوسته- لوله اي
– روش طراحي سريع مبدل هاي پوسته- لوله اي
– ارتباط بين افت فشار و ضريب انتقال حرارت
فصل ششم- حل دستي يك مثال طراحي
– اطلاعات طراحي و داده هاي مكانيكي در طراحي مبدل
– محاسبات
– محاسبات مربوط به Tubie Side
– محاسبات مربوط به پوسته
– حل دستي مثال فوق از طريق فاكتور عملكرد (Duty factor)
– حل مسئله از طريق روش الگوريتم سريع Rapid Design
– جدول مقايسه اي متدهاي مختلف طراحي
فصل هفتم- راهنماي برنامه كامپيوتري براي روشهاي (Rapid Design- Bell- Kem)
– مقدمه:
– تعريف داده هاي ورودي و متغيرهاي به كار رفته در برنامه
– داده هايي كه فقط در روش Bell به كار رفته اند و تعريف آنها
– روش و ترتيب وارد كردن داده هاي مورد نياز در هر روش
– روش اجراي برنامه
– خروجيهاي برنامه
– توضيح خروجيها به ترتيب (روس Kem)
– خروجيهاي روش Bell به ترتيب برنامه
– خروجيهاي روش Rapid design
فصل هشتم- الگوريتم و پرينت برنامه و خروجيهاي آن
– الگوريتم متد Kem
– الگوريتم متد Bell
– الگوريتم متد Rapid design
مراجع و منابع مورد استفاده در اين پروژه
خلاصه:
فرايند تبادل گرما بين دو سيال، دماهاي مختلف كه بوسيله ي ديواري جامد از هم جدا شده اند. در بسياري از كاربردهاي مهندسي ديده مي شود. وسيله اي كه اين تبادل حرارتي را در بسياري از فرايندها صورت مي دهد، مبدلهاي حرارتي (Heat Exchangers) مي باشند كه كاربردهاي خاص آنها را مي توان از سيستمهاي گرمايش ساختمانها و تهويه مطبوع گرفته تا نيروگاهها، پالايشگاهها و فرآيندهاي شيميايي به وضوح مشاهده كرد
طراحي با پيش بيني عملكرد اين دستگاهها مبتني بر اصول انتقال گرما مي باشد. در اين پروژه سعي شده تا اختصاصا در مورد مبدل هاي پوسته– لوله اي (Shell-ans-Tube) به علت سادگي، كاربرد وسيع و وجود استانداردها و اطلاعات فراوان تر كتابخانه اي آنها بحث و بررسي شود. در اين بررسي ضمن معرفي كلي اين مبدل ها، كاربرد آنها، نحوه ي طراحي و عملكرد آنها به سه روش كرن (Kerm’s Method) و بل (Bell’sMethod) و روش الگوريتم سريع (Rapid Design) و جهت بررسي عملكرد (Performance) يك مبدل پوسته- لوله اي مطرح شده است. در پايان، سعي بر ارائه يك فلوچارت جامع در مورد مبدلهاي پوسته- لوله اي به كمك سه روش فوق گرديده است. اميد است كه مطالعه ي حاضر در طراحي اين وسايل مفيد قرار گيرد.
فصل اول “Section 1”
معرفي انواع مبدلهاي حرارتي (Heat Exchanger Definition)
عموما تجهيزات حرارتي در سيستمهاي فرآيندي مثل پالايشگاهها به دو دسته كلي نقسيم مي شوند.
1- كوره ها (Furnaces)
2- مبدل هاي حرارتي (Heat Exchangers)
فرق كوره ها و مبدل اي حرارتي در منبع گرمايشي است يعني اينكه منبع گرمايشي در كوره ها سوخت هاي مايع و گازي است ر حاليكه در مبدل هاي حرارتي منبع گرمايشي سيال گرم است. در كوره ها با توجه به نوع منبع گرمايشي مكانيزم انتقال حرارت به صورت جا به جايي (Convection) و تشعشعي (Radiation) تواما ميباشد حال آنكه مكانيزم انتقال حرارت در مبدل هاي حرارتي فقط جا به جايي (Convection) است. هدف در مبدل حرارتي مجاورت يك سيال گرم با يك سيال سرد است به طوريكه انتقال حرارت به طريقه جا به جايي باعث گرم شدم سيال سرد گردد.
تقسيم بندي مبدل هاي حرارتي از نظر فازها عموما به دو صورت زير است:
1- مبدل هاي حرارتي كه همراه تغيير فاز هستند مثل ريبوپلرها (Reboilers)- كندانسورها (Condensors) تبخير كننده ها (Evapoators)
2- مبدل هائيكه همراه با تغيير فاز نيستند مثل مبدل هاي پوسته- لوله اي
(shell and Tube)………………
