25096

ارزيابي كارآيي يك روش نشت يابي سريع و اتوماتيك جهت كاهش زمان نشت يابي مبدل هاي حرارتي آبگرمكن هاي ديواري

ارشد

مكانيك-ساخت و توليد

1400-1399

1400/01/21

ساسان آسيايي

ساسان آسيايي

مهندسي مكانيك

در صنعت تاسيسات گرمايشي منازل مسكوني جهت جلوگيري از آثار مخرب نشت آب از مدار آبِ آبگرمكن‌هاي فوري گاز سوز ديواري در خطوط توليد انبوه از آزمون تشخيص نشتي استفاده مي‌شود. طبق استانداردهاي مرجع، آبگرمكن‌هاي فوري گاز سوز ديواري بايستي از نشتِ آب مبري بوده تا توليدكننده‌ي صنعتي و مصرف‌كننده‌ي نهايي از حيثِ كارايي و ايمني محصول مطمئن گردند. مدار آب آبگرمكن از مجموعه هاي مبدل حرارتي و رگولاتور آب تشكيل شده است و اين دو مجموعه نيز قبل از آزمون نهايي نشتيابي استاندارد آبگرمكن بايستي از حيث نشت بررسي گردند. در اين پايان نامه، محقق به منظور امكان‌سنجي و ارزيابي كارايي يك روش سريع، اتوماتيك و مناسبِ نشت يابي مبدل حرارتي آبگرمكن ديواري در توليد انبوه نسبت به آزمون هيدرواستايتك با سيال آب در فشار bar 15 و زمان پايش 15 دقيقه با استفاده از گزارش‌ها و روش‌هاي پيشنهاد شده صنعتي، ابعاد روزنه نشت را بر مبناي معادلات پوازي در مختصات معلومِ آزمونِ نشت استاندارد تخمين زده است و همين معادلات براي محاسبه‌ي جريان نشتِ هواي خشك در فشارِ معين از روزنه‌ي تخميني، بكار گرفته شده تا بهترين نقطه‌ي آغازِ داده برداري آماري براي نشان دادن قابليت يك آزمونِ نشت يابي افت فشار هواي خشك ايزوله شده نسبت به آزمون هيدرواستايتك با سيال آب در فشار bar 15 و زمان پايش 15 دقيقه ، را انتخاب نمايد. در اين پايان نامه، محقق به بررسي ماهيت نشت و انواع روش‌هاي نشت‌يابي در صنعت تاسيسات گرمايشيِ منازلِ مسكوني و طراحي و ساخت يك دستگاه اتوماتيك آزمون نشت‌يابي تركيبي شامل طراحي مدارات هيدروليك، نيوماتيك، مكانيك بدنه و فيكسچر و الگوريتم عملكرد جهت آزمون صد در صدي مبدل حرارتيِ اين نوع آبگرمكن مي پردازد. همچنين به ارزيابي كارآيي روش تشخيصِ نشتي با سيال هواي فشرده نسبت به آزمون هيدرواستاتيكِ با سيال آب در فشار bar 15 و زمان پايش 15 دقيقه، با استفاده از روش آزمايش فرض آماري پرداخته و براي بررسي برهم‌كنش متغير‌ها و بدست آوردن تنظيمات بهينه آزمون تشخيص نشتِ افتِ فشارِ هواي ايزوله شده‌، از روش مطالعات تجربي و طراحي آزمايش ها(DOE) استفاده كرده است. پيرو مطالعات تجربي وآزمايش هاي انجام شده، افت فشار قابل پذيرش در آزمون نشتِ افتِ فشارِ هوا در فشار هواي اوليه bar 5/6 و زمان پايش نشتِ 5/14 ثانيه به ميزانِ mbar 22/0 بدست آمده است. همبستگي اين پارامترها با نتايج آزمون هيدروستاتيك قابل توجه است؛ وليكن با توجه به محدوديت دسترسي فني به فشار سنج با اين دقت تست قطعي اين روش موقوف به پيشرفتهاي تكنولوژيك آينده و باز طراحي مدار براي جلوگيري از نويز پارامترهاي محيطي با تاثير مشابه است. همچنين ضرايب آلفا و بتا در آزمون فرض آماري به ترتيب 018/0 و 004/0 حاصل شده است. گرچه پارامترهاي مذكور در رنج ياد شده در حالت كلي نشان دهنده كارايي و موفقيت طرح مي باشد اما با توجه به دقت بالاي ذاتي توليد مجموعه مبدل حرارتي، همواره بيش از 5/99% مواقع همبستگي بين نتايج آزمون هيدروستاتيك و آزمون مورد مطالعه برقرار است و حتي با بالا بردن تعداد آزمايشات تا 400 مورد، مكانيابي نمونه آزمايشي خطا (خطاواره دو درصدي) عملا احتياج به دقت آزمايشي فوق العاده بالاست. با توجه به اين موضوع با استفاده از روش طراحي آزمايش ها (DOE) و با تمركز بيشتر بر روي مجموعه مبدل هاي حرارتي نشت دار و بررسي نتايج آزمون نشت و ارزيابي پاسخ ها و برهم كنش‌هاي متغيرها و شناسايي تنظيمات بهينه متغيرها در دستگاه آزمون نشت، مراتب مطمئن تري از صحت آزمون طراحي شده در تشخيص مجموعه هاي نا منطبق از منطبق نشان داده شد.

1400/05/23

Efficiency evaluation of a fast and automatic leak detection method to reduce the leak detection time of the wall-mounted water heater heat-exchangers

4/10/2022 12:00:00 AM

In the facilities industry such as residential heating facilities, leak detection test is used to prevent the destructive effects of water leakage from the water circuit of instantaneous wall-mounted gas water heaters in mass production lines. According to reference standards, the water circuit of instantaneous wall-mounted gas water heaters which heat exchangers included must be free of water leakage, so industrial producers and end users are assured of product efficiency and safety aspects. In this thesis, in order to replace a fast, automatic and convenient method of leak detection of wall-mounted water heater in mass production instead of the standard time-consuming hydrostatic test with water fluid at 15 bar pressure and 15 minutes of monitoring using proposed industrial reports and methods, scholar has estimated leak hole dimensions based on Poiseuille's equations in known standard leak test coordinates. Also, these equations are used for calculating the dry air leakage flow from the estimated aperture at a given pressure to reach the best starting point for statistical data collection to demonstrate the compatibility of an isolated dry air decay pressure leak detection test against the standard test. In this thesis, after introducing water circuit of wall mounted water heater, discussing the nature of leakage and types of leak detection methods in the residential heating installation industry and design and construction of an automatic combinatorial leak detection test machine to test 100% of the heat exchanger of this type of water heater, scholar has used the method of experimental studies and design of experiments (DOE) by evaluating the efficiency of the leak detection method with compressed air fluid in contrast to the standard hydrostatic test using the test of statistical hypothesis method to examine the interaction of variables and to obtain the optimal settings of the equivalent insulated air pressure decay leak detection test.

نشت , تشخيص نشت , نشت معادل , آزمون نشت مبدل حرارتي , تشخيص نشت افت فشاري

Leak , Equivalent leakage , Leak detection methods , Heat-exchanger leak test , Pressure decay leak test