14029

14029

بهينه سازي مبدل حرارتي بستر سيال دوره اي

كارشناسي ارشد

طراحي، شبيه سازي و كنترل فرآيندها

اسفندماه 1393

اسفندماه 1393

دكتر شاهرخ شاه حسيني

دكتر محمد امين ثباتي

مهندسي شيمي

چكيده در اين تحقيق بعد از بررسي انواع مبدل هاي حرارتي ،عملكرد نمونه اي آزمايشگاهي از يك مبدل جديد بازياب حرارتي بستر سيال به صورت تجربي مورد بررسي آزمايشگاهي قرار گرفت تا پارامترهاي عملياتي آن به دست آيد . در اين نوع از مبدل حرارتي در بازه زماني اوليه (دوره گرم) سيال گرم از روي يك بستر پر شده (فلزي) كه به صورت سيالي درميآيد عبور كرده و حرارت خود را به آن منتقل مي نمايد و پس از آن در بازه زماني ثانويه (دوره سرد) سيال سرد از روي بستر سيالي عبور مي كند و حرارت ذخيره شده در بستر را جذب ميكند. هسته اصلي دستگاه آزمايشگاهي مورد بحث يك بستر به قطر داخلي 8 سانتي متر و ارتفاع 60 سانتي متر كه حاوي 23 سانتي متر از ذرات كروي فولاد ضد زنگ به قطر 3 ميليمتر مي باشد. جهت بررسي تجربي عملكرد اين بازياب حرارتي، طراحي آزمايشها و تحليل داده هاي آزمايشگاهي از روش تاگوچي استفاده شده است.در اين آزمايشها پنج پارامتر عملياتي بررسي شده كه عبارتند از دبي (سرعت)جريان هايگرموسردورودي (از حداقل سرعت سياليت تا بيشينه سرعت سيال تا قبل از خروج از بستر) ،زمانسيكل هايگرموسرد (قبل و بعد از زمان اشباع حرارتي) و دماي جريان گر مورودي (50-70 درجه سانتي گراد)به عنوان پارامترهاي اصليب اپنج سطح از تغييرات در طراحي آزمايش در نظر گرفته شدند و در نهايت آرايه ي متشكل از 25 آزمايش با شرايط مختلف پيشنهاد شد.پس از انجام آزمايشها جهت تعيين بهينه عملكرد اين بازياب يك فاكتور به عنوان ضريب عملكرد مبدل حرارتي بستر سيالي دورهاي معرفي شد كه بيشينه ضريب عملكرد بازياب حرارتي در سرعت ورودي 187/0 متر بر ثانيه براي هر دوره، دماي ورودي سيال گرم در 60 درجه سانتي گراد، زمان دوره گرم 20 ثانيه و زمان دوره سرد 25 ثانيه به دست مي آيد. در اين مبدل هر چه ميزان ذرات بيشتر شود مقدار ضريب تاثير بازياب نيز افزايش مي يابد. واژه‌هاي كليدي: بازياب حرارتي دوره اي، بستر سيال، بازده حرارتي، دوره سرد و گرم