مبدلهای حرارتی و انواع نرم افزارهای رایج در مبدلهای حرارتی، پایان نامه مهندسي مکانیک | شبیه سازی، برنامه نویسی، پایان نامه

پایان نامه مبدلهای حرارتی و انواع نرم افزارهای رایج در مبدلهای حرارتی، مهندسی مکانیک

عنوان:  پایان نامه مبدلهای حرارتی و انواع نرم افزارهای رایج در مبدلهای حرارتی، مهندسی مکانیک

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

فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحه: ۱۰۶

چکیده
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 HTFSاز 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.

فهرست مطالب
عنوان
مقدمه
فصل اول: دسته بندی مبدل های حرارتی
۱-۱- دسته بندی مبدل های حرارتی
۱-۱-۱- بر اساس نوع و سطح تماس سیال سرد و گرم
۱-۱-۲- بر اساس جهت جریان سیال سرد و گرم
۱-۱-۲-۱- مبدل های حرارتی از نوع جریان همسو
۱-۱-۲-۲- مبدل های حرارتی از نوع جریان غیر همسو
۱-۱-۲-۳- مبدل های حرارتی از نوع جریان عمود بر هم
۱-۱-۳- بر اساس مکانیزم انتقال حرارت بین سیال سرد و گرم
۱-۱-۴- بر اساس ساختمان مکانیکی و ساختار مبدل ها
۱-۱-۴-۱- مبدل های لوله ای
۱-۱-۴-۲- مبدل های حرارتی صفحه ای
۱-۱-۴-۳- مبدل های حرارتی با سطوح پره دار
فصل دوم: اصول طراحی مبدل های حرارتی
۲-۱- کلیات طراحی
۲-۲- اصول و روش های طراحی مبدلهای حرارتی
۲-۲-۱- تعیین مشخصات فرآیند و طراحی
۲-۲-۱-۱- مشخصات مسئله
۲-۲-۱-۲- مشخصات مبدل حرارتی
۲-۲-۲- طراحی حرارتی و هیدرولیکی
۲-۲-۲-۱- طراحی حرارتی
۲-۲-۲-۲- طراحی هیدرولیکی
۲-۲-۳- طراحی مکانیکی
۲-۲-۴- ملاحظات مربوط به تولید و تخمین هزینه ها
۲-۲-۴-۱- ملاحظات تولید و ساخت
۲-۲-۴-۲- برآورد هزینه
۲-۲-۵- فاکتورهای لازم برای سبک و سنگین کردن
۲-۲-۶- طراحی بهینه
۲-۲-۷- سایر ملاحظات
فصل سوم: نرم افزارها
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 نیروگاهی
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
۳-۱-۱۰- 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
۳-۳- آشنایی با نرم افزار Aspen Hetran
۳-۳-۱- نحوه کار نرم افزار Hetranدر حالت طراحی
۳-۳-۱-۱- بهینه سازی قطر پوسته
۳-۳-۱-۲- بهینه سازی فاصله بافل ها
۳-۳-۱-۳- بهینه سازی تعداد بافل ها
۳-۳-۱-۴- بهینه سازی طول لوله
۳-۳-۱-۵- بهینه سازی تعداد گذرهای لوله
۳-۳-۱-۶- بهینه سازی تعداد لوله ها
۳-۳-۱-۷- بهینه سازی مبدل های سری
۳-۳-۱-۸- بهینه سازی مبدل های موازی
۳-۳-۱-۹- محاسبات نازل
۳-۳-۱-۱۰- کمترین سرعت سیال
۳-۳-۱-۱۱- بیشترین سرعت سیال
۳-۴- محیط نرم افزار Aspen Hetran
۳-۴-۱- تعریف مساله
۳-۴-۱-۱- گزینه های طرف گرم :
۳-۴-۱-۲- منحنی میعان
۳-۴-۱-۳- نوع کندانسور
۳-۴-۱-۴- گزینه های طرف سرد
۳-۴-۱-۵- منحنی تبخیر
۳-۴-۱-۶- انواع تبخیر کننده
۳-۴-۱-۷- مکان جریان گرم
۳-۴-۱-۸- حالت های برنامه
۳-۴-۱-۹- انتخاب فایل استاندارد
۳-۴-۲- اطلاعات خواص فیزیکی
۳-۴-۲-۱- انتخاب های خواص
۳-۴-۲-۲- ترکیب طرف گرم / سرد
۳-۴-۲-۳- خواص طرف گرم / سرد
۳-۴-۳- ساختار مبدل
۳-۴-۳-۱- نوع مبدل
۳-۴-۳-۲- لوله ها
۳-۴-۳-۳- بافل ها
۳-۴-۴- داده های ارزیابی و شبیه سازی
۳-۴-۴-۱- نازل ها
۳-۴-۵- داده های طراحی
۳-۴-۵-۱- محدودیت های طراحی
۳-۴-۵-۲- مشخصات طراحی
۳-۴-۶- تنظیمات برنامه
۳-۴-۶-۱- تجزیه و تحلیل حرارتی
۳-۴-۶-۲- کدهای تغییرات
۳-۵- نتایج
۳-۵-۱- خلاصه وضعیت طراحی
۳-۵-۱-۱- خلاصه داده های ورودی
۳-۵-۱-۲- مسیر بهینه سازی
۳-۵-۱-۳- مرور طراحی ها
۳-۵-۱-۴- اخطارها و پیام ها
۳-۵-۲- خلاصه وضعیت حرارتی
۳-۵-۲-۱- عملکرد
۳-۵-۲-۲- ضرایب و اختلاف دمای میانگین
۳-۵-۲-۳- افت فشار
۳-۵-۳- خلاصه وضعیت مکانیکی
۳-۵-۳-۱- ابعاد مبدل
۳-۵-۳-۲- آنالیز ارتعاش و تشدید
۳-۵-۳-۳- نقشه نصب و آرایش صفحه لوله ها
۳-۵-۴- جزئیات محاسبه
۳-۵-۴-۱- تحلیل بازه های داخل لوله / پوسته
۳-۵-۴-۲- منحنی تعادلی بخار- مایع طرف گرم / سرد
۳-۶- آشنایی با نرم افزار Aerotran
۳-۶-۱- روش های طراحی نرم افزار Aerotran
۳-۷- آشنایی با نرم افزار Teams
۳-۷-۱- برنامه Props
۳-۷-۲- برنامه Qchex
۳-۷-۳- برنامه Ensea
۳-۷-۴- برنامه Metals
۳-۷-۵- برنامه Primetal
۳-۷-۶- برنامه Newcost
نتیجه گیری
منابع

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