الرئيسية / تصميم مبادل حراري لولبي باستخدام التقنيات الحديثة

تصميم مبادل حراري لولبي باستخدام التقنيات الحديثة

اسم الباحث:لبنى محمد زنوس

المشرف : أ.د.م علي محمد العبد الله  –   أ.د.م حسان حاج إبراهيم

العنوان : تصميم مبادل حراري لولبي باستخدام التقنيات الحديثة

العنوان باللغة الانكليزية :

Design of Helixchanger Heat Exchanger Using Modern Techniques

العام : 2021

القسم : الهندسة الكيميائية

الملخص :

تعد المبادلات الحرارية من الأجهزة الهامة التي تستخدم في العديد من التطبيقات الهندسية كالتدفئة وأنظمة التبريد وتكييف الهواء والصناعات الغذائية ومحطات توليد الكهرباء والصناعات الدوائية و يتميز المبادل الحراري اللولبي الحركة ببعض الخصائص الهامة مقارنةً مع المبادل الحراري التقليدي ذي الحزمة الأنبوبية المستقيمة الشكل حيث يؤمن المبادل الحراري اللولبي الحركة سطح انتقال حرارة كبير في حجم صغير من الفراغ و يزيد من كفاءة عملية المزج بسبب ظاهرة جريان الثانوي مما يرفع من قيمة معاملات انتقال الحرارة .تهدف هذه الدراسة إلى ما يلي

1-  تصميم مبادل حراري لولبي الحركة من خلال منهجية علمية تتضمن العديد من الخطوات للحصول على مبادل حراري لولبي تجريبي وحساب عدد اللفات اللازمة للحصول على كمية الحرارة المطلوبة المتبادلة بين مائعي التشغيل وتحديد بقية العوامل التصميمة لهذا المبادل كمعامل انتقال الحرارة الكلي و معاملات انتقال الحرارة جانب الغلاف والملف اللولبي وتفسير النتائج .

2-  إجراء محاكاة رياضية لظاهرة الجريان الثانوي في كوع بزاوية 90 درجة باستخدام تقنية  CFD ، ورسم مخططات توزع درجة الحرارة والضغط والسرعة باستخدام برنامج NX-Siemens ، هذه المخططات تمت مناقشتها وملاحظة التغيرات التي يتعرض لها مائع التشغيل عند عبوره من المقطع المستقيم إلى المقطع المنحني من الكوع . إذ يتعرض المائع أثناء عبوره الجزء المنحني من الكوع إلى قوى طرد مركزية ناتجة عن الانحناء وبسبب تشكل الطبقات الحدية قرب جدران الكوع ،فإن جزيئات المائع المتدفقة بالقرب من الجدار لها سرعة أقل من الجزيئات المتدفقة في نواة الجريان وبالتالي فهي تخضع لقوى مركزية أقل . يؤدي هذا التباين في توزع السرعة إلى دفع جزيئات المائع من نواة الجريان باتجاه جدران الكوع ويتشكل نتيجة لذلك زوج من دوامات التحريكية الحلقية تعرف باسم ظاهرة الجريان الثانوي ، التي ترفع من كفاءة عملية مزج السوائل وبالتالي ترتفع عوامل انتقال الحرارة بالمقارنة مع المقطع المستقيم من الكوع .

تحميل البحث