پروژه مبدل های حرارتی اصلی
نوع فایل: word
قابل ویرایش 70 صفحه
مقدمه:
فرایند تبادل گرما بین دو سیال، دماهای مختلف که بوسیله ی دیواری جامد از هم جدا شده اند. در بسیاری از کاربردهای مهندسی دیده می شود. وسیله ای که این تبادل حرارتی را در بسیاری از فرایندها صورت می دهد، مبدلهای حرارتی (Heat Exchangers)می باشند که کاربردهای خاص آنها را می توان از سیستمهای گرمایش ساختمانها و تهویه مطبوع گرفته تا نیروگاهها، پالایشگاهها و فرآیندهای شیمیایی به وضوح مشاهده کرد
طراحی با پیش بینی عملکرد این دستگاهها مبتنی بر اصول انتقال گرما می باشد. در این پروژه سعی شده تا اختصاصا در مورد مبدل های پوسته– لوله ای(Shell-ans-Tube) به علت سادگی، کاربرد وسیع و وجود استانداردها و اطلاعات فراوان تر کتابخانه ای آنها بحث و بررسی شود. در این بررسی ضمن معرفی کلی این مبدل ها، کاربرد آنها، نحوه ی طراحی و عملکرد آنها به سه روش کرن (Kerm’s Method) و بل (Bell’sMethod)و روش الگوریتم سریع (Rapid Design) و جهت بررسی عملکرد (Performance) یک مبدل پوسته- لوله ای مطرح شده است. در پایان، سعی بر ارائه یک فلوچارت جامع در مورد مبدلهای پوسته- لوله ای به کمک سه روش فوق گردیده است. امید است که مطالعه ی حاضر در طراحی این وسایل مفید قرار گیرد.
در پایان از زحمات و تلاش کلیه عزیزان خصوصا استاد راهنمای گرامی، آقای دکتر محمد رضا جعفری نصر، که ما را در گردآوری این پروژه یاری نموده اند کمال تشکر و قدردانی را می نماید.
فهرست مطالب:
مقدمه
فصل اول- معرفی انواع مبدل های حرارتی
مبدل های پوسته- لوله ای و انواع آن
پارامترهای عملیاتی تعیین کننده مبدل های پوسته لوله ای
خصوصیات مبدل پوسته لوله ای Fixed Tube Sheet
خصوصیات مبدل پوسته لوله ای U- Type
فصل دوم- پارامترهای طراحی مکانیکی
قطر و ضخامت لوله ها
طول لوله ها
آرایش لوله ها
لوله های دو فلزی و پرده دار
صفحه جدا کننده
بافل های عرضی و لبه های بافل ها
ضخامت بافل
حداکثر طول آزاد و بدون تکیه
بافل های طولی
صفحه برخورد
آخرین محدوده لوله گذاری (OTL)
محاسبه تعداد لوله ها
فصل سوم- اطلاعات طراحی
انواه محاسبات کاربردی در مبدل های حرارتی
روش LMTD
محاسبه U
متد کلی مسئله طراحی
روش NTU در طراحی یک مبدل
فصل چهارم- روابط مهم در تعیین ضریب انتقال حرارت و افت فشار
معادلات و روابط مربوط به تازل و درپوشها
تازل های ورودی و خروجی سمت لوله
افت فشار تازل سمت پوسته
بررسی فاکتور J در میزان انتقال حرارت و وابستگی آن به ضریب انتقال حرارت
تعیین J بر مبنای عده ناسلت
تعیین J بر مبنای عدد استاتن
فصل پنجم- روشهای طراحی و محاسباتی مبدل ها
روش Kem
محاسبه افت فشار سمت پوسته در روش Kem
روش Bell
معرفی فاکتورها در روش Bell
روش تینکر (Tinker)
محاسبات مربوط به پوسته F
رسوب گرفتگی (Fouling)
ارتعاش (Vibration)
سروصدا (Noise)
الگوریتم عمومی در طراحی مبدل های پوسته- لوله ای
روش طراحی سریع مبدل های پوسته- لوله ای
ارتباط بین افت فشار و ضریب انتقال حرارت
فصل ششم- حل دستی یک مثال طراحی
اطلاعات طراحی و داده های مکانیکی در طراحی مبدل
محاسبات
محاسبات مربوط به Tubie Side
محاسبات مربوط به پوسته
حل دستی مثال فوق از طریق فاکتور عملکرد (Duty factor)
حل مسئله از طریق روش الگوریتم سریع Rapid Design
جدول مقایسه ای متدهای مختلف طراحی
فصل هفتم- راهنمای برنامه کامپیوتری برای روشهای (Rapid Design- Bell- Kem)
مقدمه
تعریف داده های ورودی و متغیرهای به کار رفته در برنامه
داده هایی که فقط در روش Bell به کار رفته اند و تعریف آنها
روش و ترتیب وارد کردن داده های مورد نیاز در هر روش
روش اجرای برنامه
خروجیهای برنامه
توضیح خروجیها به ترتیب (روس Kem)
خروجیهای روش Bell به ترتیب برنامه
خروجیهای روش Rapid design
فصل هشتم- الگوریتم و پرینت برنامه و خروجیهای آن
الگوریتم متد Kem
الگوریتم متد Bell
الگوریتم متد Rapid design
مراجع و منابع مورد استفاده در این پروژه
منابع و مأخذ:
Ludwig Ernest." Applied Process Design for Chemical and Petrochemical Plants" , Vol.3, Second Edition Chapter 10,1965.
Saunders E.A.," Heat Exchangers, Selection, Design and Construction", 1988.
R. Nasr and G.T .Polley, "Derivation Charts for the Approximate Determination of the Area Requirements of Heat Exchangers Using Plain Tube", Chem. Eng. Tech. 2000.
O .Jegede, G.T .Polley"Optimum Heat Exchanger Design." Trans. I Chem E70 part A.pp 133-144, 1992.
Q Kerm, Process Heat Transfer(McGraw- Hill, New York). 678-678, 1950.
HEDH, Hemisphere Publishing Corporation, Toborek, 1983.
Coulsoun, Richardson, Chemical Engineering, McGraw- Hill Book Company 1988.
نقش تغییرات خواص فیزیکی با دما در طراحی سریع مبدل های حرارتی- دکتر پنجه شاهی- تز دکترای دانشگاه UMIST – سال
