no-img
شبیه سازی، برنامه نویسی، پایان نامه

طراحی مبدل های حرارتی، پایان نامه مهندسي مکانیک | شبیه سازی، برنامه نویسی، پایان نامه


شبیه سازی، برنامه نویسی، پایان نامه
adsads

ادامه مطلب

DOC
پایان نامه طراحی مبدل های حرارتی، مهندسی مکانیک
doc
آگوست 23, 2015
۳۰,۰۰۰ تومان
3 فروش
۳۰,۰۰۰ تومان – خرید

پایان نامه طراحی مبدل های حرارتی، مهندسی مکانیک


عنوان:  پایان نامه طراحی مبدل های حرارتی، مهندسی مکانیک

رشته:  پروژه پایانی دوره کارشناسی‌،مهندسی مکانیک گرایش حرارت و سیالات

فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحه: ۱۲۰

 

چکیده:
مبدل حرارتی دستگاهی است که برای انتقال حرارت موثر بین دو سیال (گاز یا مایع) به دیگری استفاده می‌گردد. از رایج‌ترین مبدل‌های حرارتی رادیاتور خودرو و رادیاتور شوفاژ است. مبدل های حرارتی در صنایع مختلف از جمله گرم کردن فضا، سرد سازی، تهویه مطبوع، خودرو، نفت و گاز و بسیاری صنایع دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرند. مکانیزم انتقال حرارت بصورت جابجایی و هدایت می باشد. یک مثال معمول از مبدل‌های حرارتی رادیاتور ماشین می باشد،که در آن آبی که با حرارت موتور ماشین داغ شده است ، حرارت آن از طریق رادیاتور به جریان هوا منتقل می کند. از انواع مبدل ها می توان به مواردی چون مبدل های لوله‌ای که خود این مبدل ها بر اساس شکل به مبدلهای لوله ای U شکل، مبدلهای دو لوله ای ساده و مبدل‌های دو لوله ای کویل دار تقسیم بندی می شوند، مبدل های پوسته و لوله مبدل های صفحه‌ای ، مبدل‌های پره دار اشاره کرد.

فهرست مطالب
عنوان صفحه
مقدمه
فصل اول: دسته بندی مبدل های حرارتی
۱-۱- براساس سیال فرآیندی
۱-۱-۱- مایع/مایع
۱-۱-۲- گاز/مایع
۱-۱-۳- گاز/گاز
۱-۱-۴- کندانسورها
۱-۲- بر اساس نوع و سطح تماس سیال سرد و گرم
۱-۲-۱- مبدل های حرارتی نوع Recuperative
۱-۲-۲- مبدل های حرارتی نوع Regenerative
۱-۲-۳- مبدل های حرارتی نوع تماس مستقیم
۱-۳- بر اساس جهت جریان سیال سرد و گرم
۱-۳-۱- مبدل های حرارتی از نوع جریان همسو
۱-۳-۲- مبدل های حرارتی از نوع جریان غیر همسو
۱-۳-۳- مبدل های حرارتی از نوع جریان عمود بر هم
۱-۳-۴- جریان چندگذر
۱-۴- بر اساس مکانیزم انتقال حرارت بین سیال سرد و گرم
۱-۵- بر اساس ساختمان مکانیکی و ساختار مبدل ها
۱-۵-۱- مبدل های لوله ای
۱-۵-۱-۱- مبدل های حرارتی دو لوله ای
۱-۵-۱-۲- مبدل های حرارتی پوسته و لوله
۱-۵-۱-۳- مبدل های حرارتی لوله ای حلزونی
۱-۵-۲- مبدل های حرارتی صفحه ای
۱-۵-۲-۱- مبدل های حرارتی صفحه ای واشردار
۱-۵-۲-۲- مبدل های حرارتی صفحه ای حلزونی
۱-۵-۲-۳- مبدل های حرارتی لاملا
۱-۵-۳- مبدل های حرارتی با سطوح پره دار
۱-۵-۳-۱- مبدل های صفحه ای پره دار
۱-۵-۳-۲- مبدل های لوله ای پره دار
فصل دوم: اصول طراحی مبدل های حرارتی
۲-۱- طراحی مبدل های حرارتی
۲-۲- تعیین مشخصات فرآیند و طراحی
۲-۲-۱- مشخصات مسئله
۲-۲-۲- مشخصات مبدل حرارتی
۲-۳- طراحی حرارتی، هیدرولیکی و مکانیکی
۲-۳-۱- طراحی حرارتی
۲-۳-۲- طراحی هیدرولیکی
۲-۳-۲-۱- مسائل مربوط به طراحی حرارتی مبدل حرارتی
۲-۳-۲-۲- روش های اساسی طراحی حرارتی و هیدرولیکی
۲-۳-۲-۳- مشخصات اساسی سطح
۲-۳-۲-۴- مشخصات هندسی سطح
۲-۳-۲-۵- مشخصات ترموفیزیکی
۲-۳-۲-۶- راه حل مسائل طراحی حرارتی و هیدرولیکی
۲-۳-۳- طراحی مکانیکی
۲-۴- ملاحظات مربوط به تولید و تخمین هزینه ها
۲-۴-۱- ملاحظات تولید و ساخت
۲-۴-۲- برآورد هزینه
۲-۵- فاکتورهای لازم برای سبک و سنگین کردن
۲-۶- طراحی بهینه
۲-۷- سایر ملاحظات
فصل سوم: نرم افزار های شبیه سازی و طراحی مبدل های حرارتی
۳-۱- نرم افزار HTFS ( شبیه سازی و طراحی مبدل های حرارتی )
۳-۱-۱- TASC، طراحی حرارتی ، بررسی عملکرد و شبیه سازی مبدلهای پوسته و لوله
۳-۱-۲- FIHR، شبیه سازی کوره ها با سوخت گاز و مایع
۳-۱-۳- MUSE، شبیه سازی مبدلهای صفحه ای پره دار
۳-۱-۴- TICP، محاسبه عایقکاری حرارتی
۳-۱-۵- PIPE، طراحی، پیش بینی و بررسی عملکرد خطوط لوله
۳-۱-۶- ACOL، شبیه سازی و طراحی مبدلهای حرارتی هواخنک
۳-۱-۷- FRAN، بررسی و شبیه سازی مبدلهای نیروگاه
۳-۱-۸- TASC، طراحی حرارتی ، بررسی و شبیه سازی مبدلهای حرارتی پوسته و لوله
۳-۱-۸-۱- توانایی ها
۳-۱-۸-۲- کاربرد در فرآیند
۳-۱-۸-۳- مشخصات فنی و توانایی ها
۳-۱-۸-۴- خواص فیزیکی
۳-۱-۸-۵- بررسی ارتعاش ناشی از جریان
۳-۱-۸-۶- خروجی
۳-۱-۹- ACOL، شبیه سازی و طراحی مبدلهای حرارتی هواخنک
۳-۱-۹-۱- طراحی
۳-۱-۹-۲- کاربرد در فرآیند
۳-۱-۹-۳- مشخصات فنی و توانایی
۳-۱-۹-۴- خواص فیزیکی
۳-۱-۱۰- PIPESYS ، شبیه سازی خطوط لوله
۳-۱-۱۰-۱- امکانات و توانایی ها
۳-۱-۱۰-۲- نمونه هایی از کاربرد PIPESYS در عمل
۳-۲- نرم افزار Aspen B-jac
۳-۲-۱- آشنایی با نرم افزار Aspen Hetran
۳-۲-۱-۱- نحوه کار نرم افزار Hetranدر حالت طراحی
۳-۲-۱-۲- بهینه سازی قطر پوسته
۳-۲-۱-۳- بهینه سازی فاصله بافل ها
۳-۲-۱-۴- بهینه سازی تعداد بافل ها
۳-۲-۱-۵- بهینه سازی طول لوله
۳-۲-۱-۶- بهینه سازی تعداد گذرهای لوله
۳-۲-۱-۷- بهینه سازی تعداد لوله ها
۳-۲-۱-۸- بهینه سازی مبدل های سری
۳-۲-۱-۹- بهینه سازی مبدل های موازی
۳-۲-۱-۱۰- محاسبات نازل
۳-۲-۱-۱۱- کمترین سرعت سیال
۳-۲-۱-۱۲- بیشترین سرعت سیال
۳-۲-۲- محیط نرم افزار Aspen Hetran
۳-۲-۲-۱- گزینه های طرف گرم:
۳-۲-۲-۲- منحنی میعان
۳-۲-۲-۳- نوع کندانسور
۳-۲-۲-۴- گزینه های طرف سرد
۳-۲-۲-۵- منحنی تبخیر
۳-۲-۲-۶- انواع تبخیر کننده
۳-۲-۲-۷- مکان جریان گرم
۳-۲-۲-۸- حالت های برنامه
۳-۲-۲-۹- انتخاب فایل استاندارد
۳-۲-۲-۱۰- هدف از فرم داده های فرآیندی :
۳-۲-۳- اطلاعات خواص فیزیکی
۳-۲-۳-۱- انتخاب های خواص
۳-۲-۳-۲- بانک های اطلاعاتی
۳-۲-۳-۳- روش محاسبه منحنی میعان و تبخیر :
۳-۲-۳-۴- تخمین افت فشار برای طرف گرم/ سرد :
۳-۲-۳-۵- نوع محاسبه منحنی میعان :
۳-۲-۳-۶- تاثیر افت فشار بر میعان و تبخیر :
۳-۲-۴- ترکیب طرف گرم / سرد
۳-۲-۴-۱- اجزای ترکیب :
۳-۲-۴-۲- بخار و مایع ورودی و خروجی :
۳-۲-۴-۳- نوع اجزا :
۳-۲-۴-۴- منبع اطلاعاتی :
۳-۲-۵- خواص طرف گرم / سرد
۳-۲-۵-۱- دما :
۳-۲-۵-۲- بار حرارتی :
۳-۲-۵-۳- ترکیب بخار/ مایع :
۳-۲-۵-۴- خواص مایع و بخار :
۳-۲-۶- ساختار مبدل
۳-۲-۷- نوع مبدل
۳-۲-۸- لوله ها ( Tubes )
۳-۲-۸-۱- نوع لوله :
۳-۲-۸-۲- قطر خارجی لوله :
۳-۲-۸-۳- ضخامت دیواره لوله :
۳-۲-۸-۴- زبری جداره داخلی لوله :
۳-۲-۸-۵- مشخصه دیواره لوله :
۳-۲-۸-۶- فاصله مرکز- مرکز لوله :
۳-۲-۸-۷- جنس لوله :
۳-۲-۸-۸- الگوی آرایش لوله ها :
۳-۲-۹- بافل ها
۳-۲-۹-۱- نوع بافل :
۳-۲-۹-۲- برش بافل ها :
۳-۲-۹-۳- جهت برش بافل ها :
۳-۲-۱۰- داده های ارزیابی و شبیه سازی
۳-۲-۱۱- نازل ها
۳-۳- داده های طراحی
۳-۳-۱- محدودیت های طراحی
۳-۳-۲- مشخصات طراحی
۳-۳-۳- تنظیمات برنامه
۳-۳-۳-۱- تجزیه و تحلیل حرارتی
۳-۳-۳-۲- کدهای تغییرات ( Change Codes )
۳-۳-۳-۳- نتایج
۳-۳-۴- خلاصه وضعیت طراحی
۳-۳-۴-۱- خلاصه داده های ورودی
۳-۳-۴-۲- مسیر بهینه سازی
۳-۳-۴-۳- مرور طراحی ها
۳-۳-۴-۴- اخطارها و پیام ها
۳-۳-۵- خلاصه وضعیت حرارتی
۳-۳-۵-۱- عملکرد
۳-۳-۵-۲- ضرایب و اختلاف دمای میانگین
۳-۳-۵-۳- افت فشار
۳-۳-۶- خلاصه وضعیت مکانیکی
۳-۳-۶-۱- ابعاد مبدل
۳-۳-۶-۲- آنالیز ارتعاش و تشدید
۳-۳-۶-۳- نقشه نصب و آرایش صفحه لوله ها
۳-۳-۷- جزئیات محاسبه
۳-۳-۷-۱- تحلیل بازه های داخل لوله / پوسته
۳-۳-۷-۲- منحنی تعادلی بخار- مایع طرف گرم / سرد
۳-۴- آشنایی با نرم افزار Aerotran
۳-۴-۱- روش های طراحی نرم افزار Aerotran
۳-۵- آشنایی با نرم افزار Teams
۳-۵-۱- برنامه Props
۳-۵-۲- برنامه Qchex
۳-۵-۳- برنامه Ensea
۳-۵-۴- برنامه Metals
۳-۵-۵- برنامه Primetal
۳-۵-۶- برنامه Newcost
منابع :

فهرست اشکال
عنوان صفحه
شکل ۱-۱: مبدل حرارتی نوع تماس مستقیم
شکل ۱-۲: جریان های همسو
شکل ۱-۳:جریان های غیر همسو
شکل ۱-۴:جریان های عمود برهم
شکل ۱-۵: جریان های چند گذر
شکل ۱-۶: مبدل لوله ای
شکل ۱-۷: دولوله ای ساده
شکل ۱-۸: دولوله ای کوبل دار
شکل ۱-۹: مبدل حرارتی پوسته و لوله
شکل ۱-۱۰: مبدل حرارتی صفحه ای
شکل ۱-۱۱: مبدل صفحه ای واشردار
شکل ۱-۱۲: مبدل صفحه ای حلزونی
شکل ۱-۱۳: مبدل صفحه ای پره دار
شکل ۱-۱۴: نمونه ای از مبدل لوله ای پره دار
شکل ۲-۱: روش و اصول طراحی مبدل حرارتی

مقدمه

مبدل های حرارتی تقریباً پرکاربرترین عضو در فرآیندهای شیمیایی اند و می توان آن ها را در بیشتر واحدهای صنعتی ملاحظه کرد. آنها وسایلی هستند که امکان انتقال انرژی گرمایی بین دو یا چند سیال در دماهای مختلف را فراهم می کنند. این عملیات می تواند بین مایع- مایع ، گاز- گاز و یا گاز- مایع انجام شود. مبدل های حرارتی به منظور خنک کردن سیال گرم و یا گرم کردن سیال با دمای پایین تر و یا هر دو مورد استفاده قرار می گیرند.
مبدل های حرارتی در محدوده وسیعی از کاربردها استفاده می شوند . این کاربردهای شامل نیروگاه ها، پالایشگاه ها ، صنایع پتروشیمی، صنایع ساخت و تولید ، صنایع فرآیندی ، صنایع غذایی و دارویی ، صنایع ذوب فلز ، گرمایش ، تهویه مطبوع ، سیستم های تبرید و کاربردهای فضایی میباشند. مبدل های حرارتی در دستگاه های مختلف نظیر دیگ بخار ، مولد بخار ، کندانسور، اواپراتور، تبخیر کننده ها ، برج خنک کن ، پیش گرم کن فن کویل ، خنک کن و گرم کن روغن ، رادیاتور ها ، کوره ها و … کاربرد فراوان دارند.
صنایع بسیاری در طراحی انواع مبدل های حرارتی فعالیت دارند و هم چنین ، دروس متعددی در کالج‌ها و دانشگاه ها با نام های گوناگون در طراحی مبدل های حرارتی ارائه می گردد. محاسبات مربوط به مبدل ها کاری طولانی و گاهی خسته کننده است. مثلاً طراحی یک مبدل برای یک عملیات به خصوص نیاز به حدس های زیادی دارد که با استفاده از آن ها و طبق استانداردها می توان اندازه های یک مبدل مناسب را پیدا کرد. اما با استفاده از برنامه های کامپیوتری تمام این محاسبات توسط کامپیوتر انجام میشود و طراح برای طراحی تنها باید شرایط عملیاتی و خواص سیالات حاضر در عملیات را وارد کند. نرم افزارهای Aspen B-jac و HTFS از این موارد هستند. این نرم افزارها شامل برنامه هایی می شوند که توانایی انجام چنین محاسباتی را دارند.
در این تحقیق ابتدا توضیحاتی در مورد مبدل های حرارتی و اصول طراحی آنها بیان گردیده و در ادامه به معرفی و آشنایی با چند نرم افزار طراحی مبدلها پرداخته شده است.

این پایان نامه با آیین نامه نحوه نگارش و تدوین پایان نامه تهیه شده و آماده ارائه میباشد.

 

 



ads

درباره نویسنده

admin 786 نوشته در شبیه سازی، برنامه نویسی، پایان نامه دارد . مشاهده تمام نوشته های

دیدگاه ها


دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *