مبدل حرارتی

لوله های گرمایی وسایلی با قابلیت انتقال حرارت بالا هستند با توجه به خصوصیات حرارتی آنها، تحقیقاتی در رابطه با تئوری و ساخت مبدل حرارتی مایع ـ گاز (رادیاتور) با استفاده از لوله های گرمایی صورت گرفته است. مبدل حرارتی ساخته شده از 18 عدد ترموسیفون (لوله گرمایی بدون فتیله) در دو ردیف به صورت آرایشی هندسی مثلثی تشکیل شده است. حرارت از آب گرم به قسمت پایین ZrO2 مبدل حرارتی ( بیرون تبخیر کننده لوله گرمای) منتقل می شود و عمل دفع حرارت از قسمت بالای مبدل حرارتی توسط دمیدن هوا انجام می گیرد. محاسبات نشان می دهد محدودیت جوش حداقل مقدار محدودیت لوله گرمایی است وچون در شرایط طراحی ظرفیت هر ترموسیفون کمتر از مقدار محدودیت جوش است بنابراین اطمینان حاصل می شود که لوله گرمایی درعملکرد خود به محدوده بحرانی نمی رسد. محاسبات نشان می دهد مبدل حرارتی مورد استفاده به ازاء دبی 6 لیتر در دقیقه آب گرم 80 درجه سانتی گراد، توانایی انتقال حرارت 1908وات را دارا می باشد درآزمایش نرخ انتقال حرارت 1730 وات اندازه گیری شده است. مقایسه این دو عدد صحت محاسـبات و کارایی خوب مبدل حرارتی ساخته شده را تائید می کند [ 1 ]. نتایج محاسبات ضریب انتقال حرارت خارج چگالنده و داخل چگالنده در حالت تئوری و آزمایش همخوانی خوبی دارند ضریب انتقال حرارت داخلی در ترموسیفونهای مورد استفاده 7900 می باشد در حالی که برای لوله مبدل های عادی این ضریب بسیار کمتر در حدود 230 می باشد. بنابراین می توان نتیجه گرفت استفاده از لوله گرمایی در مبدل حرارتی مایع ـ گاز کارایی آن را بهبود قابل توجهی می دهد.

بویلرها به عنوان یکی از مصرف کننده های عمده انرژی در ساختمان می باشند. به همین دلیل، افزایش راندمان این دستگاه و بهبود عملکرد آن، گام مؤثری در رفع مشکلات موجود در مصرف انرژی ساختمان و کاهش اتلاف انرژی است. با توجه به محدودیت منابع انرژی های فسیلی و افزایش روزافزون هزینه حامل های انرژی در دنیا ، تولیدکنندگان این تجهیزات همواره در جهت بهبود کارکرد و بهره گیری از تجهیزات کنترلی مناسب کوشیده اند. هدف انجام مطالعه حاضر، افزایش راندمان بازیابی حرارتی انرژی بخار آب موجود درگازهای حاصل از احتراق در دیگ چگالشی پوسته و لوله مواج می باشد. دیگ چگالشی مورد نظر برای بازیابی حرارتی، مبدل حرارتی پوسته و لوله مواج می باشد که فرآیند بازیابی حرارتی توسط کد تجاری CFD، ANSYS FLUENT 18.2 به صورت عددی مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. در این مطالعه، تأثیر آرایش قرارگیری متفاوت لوله ها در داخل پوسته دیگ چگالشی به صورت عددی مورد تحلیل قرار گرفته است. حل عددی با نتایج آزمایشگاهی صحت سنجی شده است و مطابق نتایج به دست آمده، ماکزیمم خطای مشاهده شده بین نتایج به دست آمده، 9/6 و %9/8 می باشد که نشان می دهد شبیه سازی عددی حاضر از دقت کافی برخوردار است. همچنین، تعداد 10 لوله با سه آرایش متفاوت در داخل پوسته قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که مدل با آرایش قرارگیری نامنظم و غیرخطی لوله ها دارای انتقال حرارت گرمای نهان بهتری نسبت به دو مدل دیگر می باشد.