مهندسي شيمي ايران دوره 43، شماره

تأثيراستفاده از نانو سيال در رفتار گرمايي جوش آورهاي ترموسيفون عمودي

آدينه کاظمي
تهران ،دانشگاه آزاد اسلامي واحد علوم و تحقيقات، دانشکده فني و مهندسي، گروه مهندسي شيمي، صندوق پستي 41141 ـ 771

محمدرضا جعفري نصر*+ تهران، پژوهشگاه صنعت نفت

چكيده: افزايش طول منطقه مايع متراکم در مبدلهاي ترموسيفوني و کاهش ضريب انتقال حرارت به همراه تغيير دما در لولهها و در نهايت تشکيل رسوب از اصليترين مشکلات مبدلهاي ترموسيفوني است. يِِکي از روشهاي موفق درحل اين مشکلها، استفاده از نانو سيالهاي مناسب است. در اين مقاله به بررسي اثر استفاده از نانو سيال در اين نوع سامانههاي گرمايي پرداختهشده است و با استفاده از شبيه سازي يك مبدل ترموسيفوني با هندسه مشخص، تأثير استفاده از نانو سيال بر عملکرد گرمايي و طول منطقه مايع متراکم موردمطالعه قرارگرفته است. نتيجه اين مطالعه بهخوبي نشان ميدهد که چگونه ضريب انتقال گرما با افزايش غلظت نانو سيال افزايشيافته و سرانجام، افزون بر کاهش سطح انتقال گرماي لازم و کوچكتر شدن اندازه مبدل، طول منطقه مايع متراکم نيز کاهش داده ميشود.

واژههاي كليدي: مبدل گرمايي؛ ترموسيفون؛ انتقال گرما؛ نانو سيال؛ ضريب انتقال گرما؛ منطقه مايع متراکم.

KEY WORDS: Heat exchanger; Thermosyphon; Heat transfer; Nanofluid; Heat transfer
coefficient; Subcool length.
مقدمه
طول منطقه مايع متراکم در جوش آور ها از فشار عملکرد جوشآور و شار گرمايي آن پيروي مينمايد. بهطوري که در فشارها و
سطوح بالاي شار گرمايي, طول اين ناحيه به نسبت کوتاه است. از سويي امروزه تلاش ميشود تا با اعمال فناوريهايي از طول اين منطقه بهگونهاي کاسته شود. يکي از روشهاي مؤثر, استفاده از روشهاي بهبود انتقال گرما مانند نصب وسايل آشفته ساز در سمت لولههاي اين نوع مبدلهاست که در مرجع ]1[ بررسي شده است.
نانو سيال يک مخلوط کلوئيدي است که ذرههايي در اندازههاي نانو در يک سيال پايه معلق است. اين نانو ذرهها از جنس فلز يا جوشآورهاي ترموسيفوني بهعنوان سامانههاي مؤثر بدون پمپ بهصورت گستردهاي در صنايع به کار ميروند. در بيش از 07 % زمانهايي که در صنايع به تبخير نياز است از اين نوع مبدلها استفاده ميشود. فشار هيدرواستاتيکي موجود در قسمت ورودي جوش آور هاي ترموسيفوني مانع از جوشش ميشود و منطقه مايع متراکم را در قسمت ورودي صفحه لولهها پديد ميآورد .ازآنجاييکه ميزان ضريب انتقال حرارت جوششي بهطور مشخصي بزرگتر از ضريبهاي جابهجايي تک فازي است ,درنتيجه متوسط ضريب انتقال گرما در سمت لوله درنهايت کاهش مييابد .

+E-mail: [email protected] عهد ه دار مکاتبات*
34
16637-3040674

جدول

3
ـ

ويژگي
های

هندسه

جوش

آور

ترموسيفون

شبيه
سازی

شده

]
4
[
.

پوسته

قطر

(
ميلي
خارجي
)
متر

.8.,27

ميلي
(
داخلي

قطر
متر

)

.1.,33

منطقه

حرارت

انتقال
طول

ميلي
(
)
متر

.73.

لوله

قطر
ميلي
(
خارجي

)
متر

84
7
,.

لوله

ضخامت

ميلي
(
)
متر

,
00
8

ميلي

داخلي

قطر
(
)
متر

23
,
18

لوله
(
ميلي
طول

)
متر

.1.4

منطقه
انتقال

طول
گرما

ميلي
(
)
متر

.73.

لوله

تعداد

47

مرکز
ميلي
(

لوله

دو

فاصله
)
متر

04
,
.1

بافل

تکه

)
عدد
(
اي
يک

.

جدول

3

ـ

ويژگي

های

هندسه

جوش

آور

ترموسيفون



قیمت: تومان

دسته بندی : شیمی و مهندسی شیمی

دیدگاهتان را بنویسید