طراحی بهینه المان گرمایی موج دار پیشگرمکن هوا با استفاده از cfd

 چکيده

پیشگرمکن هوای Ljungstorm یکی از انوع مبدل گرمایی می باشد که معمولا از آن در نیروگاههای گرمایی استفاده میشود. هدف استفاده از پیش گرمکن ها بازیابی گرمای جریان گرم گاز بویلر می باشد که در نهایت منجر به افزایش راندمان حرارتی با کم کردن گرمای تلف شده از مجموعه میشود .جریان گرم گاز و کانالهای خنک هوایی طوری تعبیه شده اند که به طور همزمان از مقابل این پیش گرمکن عبور داده شوند.

امروزه مصرف انرژی یک از دغدغه ها به حساب می آید. بنابراین بالابردن راندمان دستگاهای انتقال حرارت یک از چالشهای بزرگ مهندسان محسوب میشود.راندمان یک دستگاه پیش گرمکن به طور عمده به طراحی هندسی المان انتقال حرارت بستگی دارد. در این پروژه صفحات راه راه مدل NF طراحی میشوند. ایتدا با استفاده از تکنیکهای تولید منحنی بزیر(Bezier) شکل پروفیل المان تولید میشودسپس صفحه تولید شده مش بندی میشود.با تغییر نقاط بزیر میتوان منحنی های مختلفی را تولید کرد.سپس شکل پروفیل در نرم افزار انسیس تولید میشود.سپس با استفاده از حلگرfluent به برسی جریان در این صفحه می پردازیم. برای مدل کردن توربولانس از مدل استاندارد K-e  استفاده میکنیم.   انتقال حرارت را در برنامه انسیس با فرض شرایط مرزی دما ثابت بررسی میکنیم .آنالیز انتقال گرما در نرم افزار ANSYS Fluent   با شرایط مرزی دما ثابت برای المان گرمایی انجام شده است.

لغات کلیدی: پیشگرمکن هوای Lungstrom، المان گرمایی موج دار، منحنی بزیر، ضریب انتقال گرما، ضریب اصطکاک، نمودار توزیع دما

فهرست مطالب گزارش پروژه

۱-    فصل ۱:  ۵

۱-۱- مقدمه  ۶

۱-۲-پیشگرمکن هوای LJUNGSTORM    ۸

۱-۳-پروفیلهای انتقال گرما: ۹

۲- فصل ۲:  ۱۳

۲-۱-شرح مساله  ۱۴

۲-۲-مراحل انجام کار در نرم افزار ۱۵

۲-۲-۱-نرم افزار Model Design  ۱۵

۲-۲-۲-نرم افزار ICEM CFD.. 20

۲-۳- منحنی های بررسی شده NF  ۳۳

۲-۳-۱-منحنی ۱                                                                                                      ۳۳

۲-۳-۲-منحنی ۲:                                                                                               ۳۵

۲-۳-۳-منحنی ۳ :                                                                                                    ۳۶  

۲-۳-۴-منحنی  ۴:                                                                                                    ۳۸

۲-۴- روش حل عددی                                                                                                    ۳۹

۲-۵- جزئیات روش های مورد استفاده                                                                               ۴۰

۲-۵-۱-ملاحظات انتخاب المان مناسب                                                         ۴۰

۳- فصل ۳:  ۴۱

۳-۱- نتایج   ۴۲

۳-۲- پروفیل شکل ۱  ۴۲

۳-۳- پروفیل شکل ۲  ۴۳

۳-۴- پروفیل شکل ۳  ۴۳

۳-۵- پروفیل شکل ۴  ۴۴

۳-۶- مقایسه نتایج پروفیل ها در سرعت ۲۵ متر بر ثانیه  ۴۵

۳-۷- پیشنهادها ۴۶

۴-             مراجع   ۴۷

تصاویری از مدل سازی داخل نرم افزار Ansys: