لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 17
مطالعه آموزشی خصوصیات انتقال گرما و ضریب اصطکاک دریک لوله مدور مجهز به نوار مارپیچی
خلاصه
– این مقاله ، داده های انتقال گرما و ضریب اصطکاک را برای جریان تک فاز دریک مبدل حرارتی دو لوله ای هم محور مجهز به دریچه نواری مارپیچی ، ارائه میدهد . درمبدل حرارتی دولوله ای هم محور ، هوای داغ از میان لوله درونی عبور می کرد درحالیکه آب سرد از میان حلقه ها ، جریان می یافت . تاثیر دریچه مارپیچی ، برمیزان انتقال گرما و ضریب اصطکاک برای جریان مخالف مطالعه شد و اعداد Nusselt و ضریب اصطکاک بدست آمده با داده های قبلی برای جریان های محوری درلوله مسطح ، مقایسه شد .جریان موردنظر درگستره اعداد دنیولدز بین 2300 و 8800 می باشد . ماکزیمم درصد بهره 165% درمیزان انتقال گرما برای کاربرد دریچه مارپیچی درمقایسه با لوله مسطح بدست می آید .
واژه های کلیدی – افزایش انتقال گرما – ابزار جریان چرخشی – دریچه نواری مارپیچی
1. مقدمه
دردهه گذشته ، تکنولوژی انتقال گرما گسترش یافته است وبه طور وسیعی برای کاربردهای مبدل حرارتی ، اعمال میشود ، برای مثال ، سردسازی ، صنعت اتومبیل ، آبگرمکن خورشیدی وغیره ، هدف انتقال گرمای فرآینده ، جادادن شاره های گرمایی بالا می باشد ( یا ضریب انتقال گرما ) . تابه حال ، کوشش زیادی برای کاهش اندازه و هزینه مبدل حرارتی و مصرف انرژی انجام شده است . مهمترین متغیر درکاهش اندازه و هزینه مبدل حرارتی که به طور کلی منجر به کاهش هزینه سرمایه و مزایای دیگر میشود ،کاهش نیروی محرکه دما است که کارآمدی قانون دوم را افزایش می دهد و تولید آنتروپی را کاهش می دهد . بدین ترتیب ، توجه بسیاری از محققان را چاپ می کند .
اقدام بزرگ درمورد استفاده از روشهای مختلف ، افزایش دادن میزان انتقال گرما از طریق همرفت نیروی موردنیاز می باشد . درضمن ، مشخص می شودکه این روش میتواند اندازه مبدل حرارتی را کاهش دهد و در انرژی صرفه جویی کند . به طور کلی ، افزایش انتقال گرما رامیتوان به دوگروه تقسیم کرد : یکی روش غیر فعال است که روشی بدون تحریک شدن توسط توان خارجی می باشد از قبیل روکش کردن سطح ، ناهموارکردن سطوح ، کشیدن سطوح ، وسایل جریان چرخشی ، لوله حلقوی ( پیچیده ) مواد افزودنی برای مایع و گازها . روش دیگر روش فعا است . این روش ، منابع اضافی توان خارجی نیاز دارد. برای مثال ، کمک های مکانیکی ، ارتعاش سیال سطح ، تزریق ومکش سیال ، اصابت جت، و میدان های الکتروستاتیک .
وسایل جریان چرخشی رامیتوان به دونوع طبقه بندی کرد :اولی جریان چرخش پیوسته ودیگری جریان چرخشی تنزلی . برای جریان چرخشی پیوسته ، حرکت چرخشی در تمام طول لوله ، ایجاد می شود . برای مثال دریچه های نواری پیچیده شده ، سیم پیچ های جاسازی شده درامتداد کل لوله و شیارهای مارپیچی که درسطح داخلی لوله درصورتی که درجریان هر چرخش تنزلی ، چرخش درمدخل ورودی لوله ایجاد می شود ودرامتداد مسیرجریان تنزل می یابد ، برای مثال ، مولد چرخشی تیغه راهنمای شعاعی و ابزار تزریق جریان مماسی . برای جریان چرخشی تنزلی ضریب انتقال گرما وافت فشار، بافاصله محوری کاهش می یابد . درحالی که برای جریان چرخشی پیوسته ، ضریب انتقال گرما و افت فشار ثابت باقی می ماند . دراین گزارش ها ، آزمایشات برای مطالعه تاثیر جریان چرخشی یا جریان دورانی بربهبود عملکرد مبدل حرارتی دولوله ایی تنظیم شد که مجهز به یک نوار مارپیچی بود که درتمام طول لوله داخی قرار داشت که به عنوان ژنراتورهای چرخشی / گرمایی یا افزایش دهنده آشفتگی برای تحریک کردن سیال فرض می شود که در شکل 1 نشان داده شده است .
2. محاسبه انتقال گرما و ضریب اصطکاک
برای جریان سیال در یک مبدل حرارتی لوله هم محور، سرعت انتقال گرمای سیال ( هوای ) گرم برای لوله داخلی را میتوان به صورت زیر بیان کرد :
درصورتی که انتقال گرمای سیال سرد( آب ) برای لوله بیرونی
درحالیکه
و
که دمای دیواره خطی است و درسطح دیواره بیرونی لوله داخلی اندازه گیری می شود. و بایستی درعمق از سطح بیرونی اندازه گیری شود . دمای میانگین دیواره از 15 نقطه که بین ورودی و خروجی لوله داخلی قرار دارند محاسبه می شود .ضریب میانگین گرما و عددمیانه Nusselt به صورت زیر برآورد می شوند :
عدد رینولدز با معادله زیرمعین می شود :
ضریب اصطکاک را میتوان به صورت زیر نوشت
تحقیق و بررسی در مورد خصوصیات انتقال گرما و ضریب اصطکاک دریک لوله مدور مجهز به نوار مارپیچی 12 ص
