ترموسیفون خورشیدی
مقدمه. 1
فصل اول: مطالعه تجربی وبررسی تئوری عملکرد ترموسیفون خورشیدی
1-1 کاربرد لوله حرارتی خورشیدی.. 3
1-2 -ساختار لولههای حرارتی خورشیدی.. 3
1-3 مدل سازی و فرضیات روش حل. 5
1-4 معادله موازنه انرژی.. 7
1-5 ساخت و آزمایش عملکرد یک ترموسیفون خورشیدی.. 10
1-6 بحث و مقایسه نتایج.. 11
فصل دوم: لوله های گرمایی
2-1 عملکرد لولههای گرمایی.. 18
2-2 طراحی مبدلهای حرارتی لوله گرمایی.. 19
2-2–1 آنالیز انتقال حرارت.. 19
2-2 –2 آنالیز افت فشار. 21
2-3 افت فشار جريان سيال عمود بر دسته لولهها ΔP. 21
2-4 براي لولههای با آرايش مثلثي.. 21
2-5 براي لولههای با آرايش مستطيلي.. 22
فصل سوم: تاثير پارامترهاي مختلف موثر در مشخصه حرارتي و افت فشار
3-1 تأثیر نوع آرايش جريان سيالات.. 25
3-2 تأثیر تعداد رديف لولهها 27
3-3 تأثیر طول قسمتهاي تبخيركننده و چگالنده 28
3-4 تأثیر ميزان نرخ جرمي جريان هوا 30
فصل چهارم: بررسی توزیع دما و جریان سیال در یک مبدل حرارتی لولهای در FLUENT
4-1هندسه مسئله 35
4-2- خواندن فایل مربوط به پروژه 36
4-3 وارد کردن داده های نرم افزار. 38
4-4 نمایش کانتورها منوی Contours. 55
فصل پنجم:نتيجه گيري
5-1 نتيجه گيري.. 62
5-2 پیشنهادات 63
5-3 توجيه اقتصادي طرح. 66
فهرست علائم. 68
منابع و مأخذ. 69
مقدمه
در هر فرایند صنعتی، انرژی، مواد اولیه و نیروی انسانی، ورودیهای یک واحد تولیدی محسوب میشوند و در مقابل محصولات، انرژی اتلافی و ضایعات خروجی های آن را تشکیل می دهند. بهره وری هنگامی حاصل میشود که هزینههای ناشی از ورودی های واحد تولیدی به حداقل ممکن کاهش یابد. سهم توربینها ی گازی در تولید برق کشور از 23% در سال 1368 به 36% در سال 1380 رسیده است.
سوخت مصرفی توربینها گاز متان میباشد که بعد از فیلتر شدن و تقلیل فشار آن به حدود 30-25 بار به مصرف توربینها میرسد، هوای لازم برای احتراق سوخت توسط یک کمپرسور جریان محوری بعد از عبور از یک سیستم تمیزکننده و رطوبت زنی تأمین میشود. یک محفظه احتراق منفرد روی بدنه اصلی توربین نصب شده است که هوای وارد شده به محفظه را تا دمای 1050 درجه سانتیگراد گرم میکند گاز مذکور وارد توربین گاز شده و سبب گردش توربین و در نتیجه محور ژنراتور و تولید برق میشود. محصول خروجی از توربین گاز در بهترین شرایط با بهرهبرداری حدود 33% تولید انرژی میکند. به بیان دیگر 67% دیگر به عنوان تلفات حرارتی محسوب و فاقد کارایی میباشد. با توجه به اهمیت اقتصاد انرژی و همچنین انرژیهای پاک، بازیافت انرژی از گازهای گرم خروجی توربینهای گازی به منظور تولید انرژی نقش بسزایی دارد. از این رو در این پروژه به وسیله طراحی مبدل حرارتی لوله گرمایی میتوان از گازهای گرم خروجی توربین به تولید هوای گرم پرداخت.
در فصل اول کاربرد و ساختار لولههای حرارتی و معادلات موازنه انرژی بیان میشود.
در فصل دوم ابتدا نحوه عملکرد و سپس به طراحی مبدلهای لوله حرارتی پرداخته میشود.
در فصل سوم تأثیر پارامترهای مختلف از جمله نوع آرایش جریان سیالات و تعداد ردیف لولهها بر مشخصه حرارتی و افت فشار گفته میشود.
در فصل چهارم به بررسی توزیع دما و جریان سیال در مبدل حرارتی لولهای در فلوئنت میپردازیم.