طراحی اجزای فیلر چدنی

طراحی اجزای چيلر جذبی
طراحی اجزای چيلر جذبی
بهمن ۲۳, ۱۳۹۷
طراحی اجزای فیلر چدنی
مبدل حرارتی
بهمن ۲۹, ۱۳۹۷

طراحی اجزای فیلر چدنی

طراحی اجزای فیلر چدنی

طراحی اجزای فیلر چدنی

اواپراتور


در تبخیر کننده چیلرهای جذبی مایع اشباع خروجی از روزنه، در پائین تبخیر کننده جمع شده و از آنجا توسط پمپ مبرد و از طریق افشانک ها بر روی دسته لوله ها اسپری می شود. با توجه به اهمیت بالای تبادل حرارتی در تبخیر کننده، از لوله های میس با فین کوتاه در این بخش از چیلر استفاده می شود. خواص این لوله ها در قسمت بعد به تفضیل بیان خواهد شد.در جدول (B-٥ ) مشخصات کامل لوله های با فین کوتاه با چگالی ١٩ داده شده است.
لوله زیر فین ها را ریشه لوله می نامند که حدود (BWG) ٢ از لوله ساده، قبل از اینکه فین شده باشد، نازک تر می باشد.

لوله با فین شعاعی کوتاه


متداول ترین لوله های با فین شعاعی کوتاه که به صورت وسیع در مبدل های پوسته و لوله استفاده می شود، در شکل (٨-١) نشان داده شده است.

طراحی اجزای فیلر چدنی

لوله های با فین کوتاه عمومًا توسط فرآیند اکستروژن ساخته می شوند. این روش بدین ترتیب است که لوله ساده ضخیم تری توسط اکستروژن درست می شود، در حالی که فین ها در قسمت خارجی لوله توسط سه دسته از دیسک های خارجی ایجاد می گردند. در این فرآیند قطر داخلی لوله کمی کوچکتر می گردد. در حالی که قطر خارجی فین ها، نسبت به قطر خارجی لوله تغییر نمی کند. از آنجا کمه فین ها و گوشت لوله یکپارچه هستند، مقاومت حرارتی تماسی بین فین و جداره لوله وجود ندارد. قطر خارجی لوله حدود ٠/٠٠١ اینچ کمتر از قطر خارجی لوله ساده اولیه می باشد. بنابراین لوله های فین کوتاه را می توان به جای لوله های ساده در مبدل های پوسته و لوله قرار داد.
رایج ترین این لوله ها با ١٩فین در اینچ طول می باشند. که سطح خارجی آنها حدود ٢/٥ برابر سطح خارجی لوله های ساده با همان قطر خارجی می باشد. قیمت یک فوت از این لوله ها حدود ١/٢٥تا ١/٥برای قیمت یک فوت لوله ساده می باشد.م لوله هایی که از فلزات سخت تر درست می شوند، حدود ١٦ فین در طول لوله دارند. ارتفاع فین های ایجاد شده حدود اینچ می باشد.

مشخصات اوپراتور

در داخل لوله های اپراتور آبی که سرد می شود جاری است و روی پوسته آن مبرد (آب) تبخیر می شود. با توجه به تحلیل ترمودینامیکی داریم :

طراحی اجزای فیلر چدنی

مشخصات لوله های فين دار مورد استفاده به صورت زير است :

طراحی اجزای فیلر چدنی

سطوح داخلی و خارجی لوله عبارتند از :

طراحی اجزای فیلر چدنی

 

تعداد لوله های اوپراتور :

طراحی اجزای فیلر چدنی

Nرا ٣٦٠ در نظر گرفته و دسته لوله را به صورت ٢٠×١٨ انتخاب مي کنيم.

 

ضريب انتقال حرارت سمت لوله :


خواص آب در دماي متوسط ٩/٥ °عبارتند از :

طراحی اجزای فیلر چدنی

رينولدز را محاسبه می کنيم :

از رابطه ديتيوس و بولتر، نوسلت را محاسبه می کنيم :

ضريب انتقال حرارت سمت پوسته

در سمت پوسته مبرد روی دسته لوله تبخیر می شود. از روابط انتقال گرمای جوشش برای آب (جدول ٦-٢) استفاده می کنیم. با توجه به اینکه  می باشد از رابطه زیر استفاده می کنیم.

براي تصحیح فشار از رابطه( ٦٢٥ استفاده مي کنيم.

با توجه به نمودار( ٨٢ راندمان فين %٩٨ است. بنابراين :

طراحی اجزای فیلر چدنی

نمودار (٨٢)- راندمان پره محيطي با مقطع مستطيل

 

ضريب کلی انتقال حرارت :

مقدار خط قابل قبول است و نيازي به تکرار نمي باشد.


افت فشار داخل لوله:


از دياگرام مودی (A٣) ضريب اصطکاک را به دست می آوريم :

طراحی اجزای فیلر چدنی

از رابطه ( ٦٥٧ )  افت فشار را حساب مي کنيم.

با توجه به نمودار( ٨٣ داريم:

بنابراين افت فشار به دست آمده در محدوده افت فشار مجاز مي باشد.

طراحی اجزای فیلر چدنی

نمودار(٨٣) – افت فشار آب خنک شده

واحد جاذب

محلول غليظ خروجی از ادكتور، به علت عبـور از افـشانكهـا دچـار افـت فـشار شـده و قسمتی یاز آن به صورت بخار در ميآيد. اين فرايند با كاهش دما و افزايش نسبی غلظت محلول همراه ميباشد. بديهی است كه افشانك ها، بايد از يك طراحی ضد انسداد بر خوردار باشندمحلول پس از آنكه بر روی لوله های افقی واحد جاذب (ابزربر) پاشيده شد، به صورت يك فيلم ريزشی بر روي سطوح سرد لوله در ميآيد. اين فـيلم ريزشـی اقـدام بـه جـذب بخـار آب موجود در محيط اطراف خود كرده و گرمای حاصل از اين فرايند به آب داخل لولـه هـايی افقـي جاذب منتقل ميشود.


مشخصات 


با توجه به تحليل ترموديناميكی مشخصات واحد جاذب به صورت زير است:

طراحی اجزای فیلر چدنی

مشخصات لوله ها به صورت زير انتخاب شده اند.

طراحی اجزای فیلر چدنی

همانطور كه ذكر مقداری از محلول خروجی از افشانكها بخار ميشود ولی چون مقدار آن كم است، دبی جرمی ورودی به پوسته با دبی جرمی نقطه ٦يكسان در نظر گرفته شده است.

 

تعداد لوله ها:


ابتدا دمای متوسط لگاريتمی را محاسبه ميكنيم:

طراحی اجزای فیلر چدنی

چون جريان در داخل جاذب متقاطع ميباشد. لذا بايـد دمـای متوسـط لگـاريتمی را در ضرب تصحيح ضرب كنيم.ضريب تصحيح از نمودار(٨٤) بدست مي آيد.
مطابق نمودار( ٨٤ ) داريم:

طراحی اجزای فیلر چدنی

بنابراين:

طراحی اجزای فیلر چدنی

 

طراحی اجزای فیلر چدنی

نمودار ( ٨٤) : ضريب تصحيح براي يك مبدل حرارتي جريان متقاطع با يك سيال مخلوط شده و
ديگري مخلوط نشده
.

Uرا در نظر ميگيريم.

طراحی اجزای فیلر چدنی

از يك دسته لوله شامل ٥٠٤ لوله يا ٢٤ رديف عمـودی كـه در هـر رديـف ٢١ لولـه زيـر يكديگر قرار گرفته اند، استفاده ميكنيم. يعنی :

ذكر اين نكته ضروری است كه هر چند در چيلرهای جـذبی سـطح مقطـع دسـته لولـه ذوزنقه ای است ولی برای انجام محاسبات دقيقتر سطح مقطع لوله ها مستطيلی در نظر گرفتـه شده اند.


ضريب جابجايی سمت پوسته :

طراحی اجزای فیلر چدنی

ساير خصوصيات محلول را با توجه به روابط ذكر شده در فصل چهارم محاسبه ميكنيم.

طراحی اجزای فیلر چدنی

دبی جرمی در واحد عرض هر رديف را محاسبه ميكنيم:

براي محاسبه ضريب انتقال حرارت از روابط ( ٦١٤تا (٦١٧) استفاده ميكنيم.

طراحی اجزای فیلر چدنی

ضريب انتقال حرارت سمت لوله:


خواص آب در دمای متوسط ٣١،٧٧عبارتست از :

طراحی اجزای فیلر چدنی

رينولز را محاسبه ميكنيم:

طراحی اجزای فیلر چدنی

براي محاسبه نوسلت از رابطه ديتيوس و بولتر استفاده ميكنيم:

 

ضريب كلي انتقال حرارت:

 

با توجه به خطای موجود، محاسـبات را براسـاس ضـريب انتقـال حـرارت جديـد تكـرار ميكنيم، نتایج عبارتست از:

تعداد لوله های ٤١٨ لوله با ٢٢ رديف و در هر رديف ١٩ لوله زير هم در نظر ميگيريم.


نتايح محاسبات در سمت پوسته:

طراحی اجزای فیلر چدنی

نتایج محاسبات سمت لوله:

 

طراحی اجزای فیلر چدنی

مقدار خطا ٪ ٦=e ميباشد وقابل قبول است.

افت فشار لوله های جاذب:

طراحی اجزای فیلر چدنی

با توجه به اينكه افت فشار كندانسور در بخش( ٨١٦) محاسبه شد داريم:

مقدار افت مجاز از نمودار عبارتست از (نمودار ٨١) مجددا نشان داده شده است :

طراحی اجزای فیلر چدنی

طراحی اجزای فیلر چدنی

نمودار ( ٨٥ ) – افت فشارمجاز آب خنك كننده

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

Call Now Buttonتماس - بخش فروش