14369

14369

تحليل عددي توليد آنتروپي جوشش سيال اشباع عبوري از كويل مارپيچ در شار ثابت جداره

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

اسفند‌ماه 1393

اسفند‌ماه 1393

دكتر حميد صفاري

مكانيك

چكيده هدف از اين پايان‌نامه تحليل عددي فرآيند توليد آنتروپي سيال در حين عبور از لوله مارپيچ است. سيال به‌صورت مخلوط اشباع وارد لوله شده و تحت شار حرارتي ثابت تبخير مي‌گردد.در اين تحليل جريان به‌صورت آشفته ويك‌بعدي است و از معادلات پيوستگي، مومنتم و انرژي براي جريان مجزا و همچنين با بهره¬گيرياز همبستگي¬هاي موجود براي افت فشار و ضريب انتقال حرارت،توليد آنتروپي را به¬دست مي-آوريم. بدين صورت كهموازنه آنتروپي براي جريان مجزا را نوشته و آنتروپي توليديبر اساس مدل جدارا با استفاده از داده¬هايفوق‌الذكر به¬دست مي¬آوريم. براي صحه¬گذاري بر روند حل، آنتروپي توليدي براي لوله مستقيم رااز روش ذكرشده به¬دست آورده¬و با نتايج موجود مقايسه كرديم. در ادامه با توجه به توليد همزمان آنتروپي ناشي از انتقال حرارت و افت فشار در لوله مارپيچ و لوله مستقيم، معياري جهت انتخاب هندسه لوله ارائه‌شده است. با بررسي توليد آنتروپي در لوله مارپيچ، مقدار بهينه براي قطر لوله و كويل تحت شرايط خاصيارائه‌شده است.اثر شرايط مختلف جريان نظير سرعت جرمي، دماي اشباع و كيفيت بخار ورودي در كنار شرايط هندسي مختلف مانند قطر لوله و قطر كويل بر توليد آنتروپيموردبحثقرارگرفته است.نتايج نشان مي¬دهد كه با افزايش قطر لوله، سهم انتقال حرارت از توليد آنتروپي افزايش مي‌يابد اما سهم افت فشار ابتدا كاهش و سپس افزايش مي‌يافت.با بررسيتأثير قطر كويل بر توليد آنتروپي متوجه شديم كه با افزايش قطر كويل سهم افت فشار در توليد آنتروپي كاهش و سهم انتقال حرارت در توليد آنتروپي افزايش مي‌يابد. نتايج حاكي از آن است كه با افزايش شار حرارتي و همچنين قطر لوله، از لوله مارپيچ در سرعت¬هاي جرمي بيشتري مي¬توان استفاده نمود. همچنين مشخص شد كه سهم افت فشار نسبت به سهم انتقال حرارت در توليد آنتروپي، هم در كويل مارپيچ و هم در لوله مستقيم بسيار بيشتر است و توليد آنتروپي روند تغييرات سهم افت فشار را دنبال مي¬كند. واژه‌هاي كليدي:كويل مارپيچ، توليد آنتروپي، جوشش، جريان مجزا