دوره فصول مختلف انتقال حرارت

با سلام

من تصمیم گرفتم فصلهای انتقال حرارت رو یه دور مرور کنم . اگر مایل هستید هر هفته یک فصل از انتقال حرارت رو بخونیم و اشکالاتمون رو اینجا با هم مطرح و راجع بهشون بحث کنیم. (البته فقط سر فصلها رو مشخص می کنیم و هرکس کتابی رو که مورد نظر خودش هست می خونه) . اگه موافقین از هفته آینده شروع کنیم. فقط اسامی رو اعلام کنید.

سرفصل هایی که مطالعه خواهیم کرد:

فصل اول: مفاهیم اولیه(موازنه انرژی)

فصل دوم : مقدمه ای بر رسانایی گرمایی

فصل سوم :رسانایی گرمای دائم و یک بعدی

فصل چهارم :رسانایی گرمای دائم ودوبعدی

فصل پنجم: رسانایی گرمای گذرا

فصل ششم : مفاهیم اولیه جابجایی

فصل هفتم: جابجایی اجباری جریان خارجی

فصل هشتم: جابجایی اجباری جریان داخلی

فصل نهم : تشعشع

فصل دهم: مبدلهای حرارتی

فصل یازدهم: جابجایی آزاد

نیروگاه بخاری

روش تولید برق درنیروگاههای بخاری به این ترتیب است که سوخت ( ذغال سنگ ،گاز، گازوئیل، مازوت ) بوسیله مشعل های خاصی ، به محفظه ای بنام بویلر ، پاشیده می گردد و با اشتعال آن در مجاورت هوا که بوسیله فن های بزرگی تامین می شود ، حرارت قابل توجهی در این محفظه تولید می گردد. حرارت حاصله، آب ( گرمی ) راکه با پمپ از داخل لوله های تعبیه شده در آن عبور می کند پس از طی مراحلی به بخاری با درجه حرارت بالا و فشار زیاد که در اصطلاح به آن بخار خشک می گویند ، تبدیل می کند. بخار خشک حاصله پس از خروج از بویلر وارد توربین می شود.
بخار وارده به توربین آن را به حرکت در می آورد و ژنراتور را که با توربین هم محور و کوپله است به همراه آن به گردش در می آید و جریان برق تولید می شود . بخار ورودی به توربین با از دست دادن بخش عمده ای از حرارت و فشار خود وارد محوطه ای بنام کندانسور می شود .در کندانسور این بخار به لحاظ تماس با سطح سرد ، تقطیر می شود و به آب تبدیل می گردد .آب تقطیر شده مجدداً از هیتر های متعددی عبور داده شده و گرم می شود و در نهایت توسط پمپ مجدداً به درون بویلر هدایت می شود و سیکل خود را دوباره طی می کند .
آب خنک کن ( آبی که جهت ایجاد سطوح سرد در کنداسور بکار می رود ) که خود ضمن سرد کن بخار خروجی از توربین ، گرم شده است به برج خنک کن هدایت می شود و پس از خنک شدن دوباره به مدار خود باز می گردد.
راندمان نیروگاههای بخاری در حدود 40 درصد است . تقریبا 10 درصد انرژی در اگزوز و 50 درصد نیز از طریق کندانسور تلف می شود .

شماتیک کلی این نوع نیروگاهها در شکل زیرنشان داده شده است :

مدلسازی جابجایی آزاد در فلوئنت

همانطور که می دانید اولین قدم برای مدلسازی جریان جابجایی طبیعی انتخاب مدل بوزینسکی در قسمت تعریف متریال است . با انتخاب این مدل تمام موارد شامل چگالی ، ویسکوزیته ، ضریب هدایت حراررتی و .... را باید دستی در دمای بالک ( میانگین دمای دیواره ودمای سیال) از جداول مربوط به سیال کاری مورد نظر محاسبه کرده ووارد کنید.  در مرحله بعد در تعریف شرایط کاری gravity , را فعال کرده و شتاب جاذبه را وارد می کنیم . توجه کنید دمای کاری  (operating temp)  برابر با دمای سیال وارد می شود. یکی از موارد مهمی که باید دستی محاسبه شود عدد رایلی است که مشخص می کند جریان آرام ویا متلاطم است . اگر عدد رایلی را محاسبه کرده و مشخص شد که جریان مغشوش است ، با انتخاب مدل توربولانسی K-epsilonگزینه full buoyancy effects را در options فعال کنید. بعد از انتخاب شرایط مرزی و تعریف دمای دیواره ها در واقع مدل مساله تعریف شده است . در تنظیمات مربوط به حل مساله در قسمت discretization برای فشار گزینه presto  و برای معادلات مومنتوم و انرژی second order upwind را انتخاب کنید . حال با درنظر گرفتن مثلا" دمای سیال به عنوان حدس اولیه و چک کردن خطاهای مجاز محاسبات را شروع می کنیم.
یکی از مواردی جالب که من تو چند تا از مدلسازی های جابجایی آزاد بهش رسیدم اینه که اگه قرار باشه جواب همگرا باشه نیاز به تکرارهای خیلی زیاد نیست.همچنین جواب خیلی به مش وابسته هست.

توجه: مدل بوزینسکی برای اختلاف دمای بیش از 30 درجه مناسب نیست.

مقصر واقعی کیه؟

دقت کردین همیشه دنبال مقصر می گردیم ، برای قبول نشدن کنکور مثلا" می گیم بابا مامانم تو خونه همش دعوا می کردن من نتونستم خوب درس بخونم .

برای لذت نبردن از زندگی تقصیرو می ندازیم سر پول نداشتن و تفریحات گرون قیمت نرفتن .

برای کار پیدا نکردن می گیم دولت فکری برای اینهمه فارق التحصیل دانشگاهها نکرده .

انصافا" بهونه های بدی هم جور نمی کنیم .

ولی ............................ وقتی با خودت خلوت می کنی ،احساس می کنی مقصر واقعی یکی دیگه هست . درواقع هرچقدر دنیای درونت عمیق تر باشه ، مشکلات بیرونیت کمتره . هرچی بیشتر خودت رو حلاجی کنی ، کمتر دیگران رو مقصر می دونی . مشکل اینجاست که کمتر خودمون رو می شناسیم وکمتر با خودمون روراستیم.

پرسش: شبیه سازی کندانسور یخچال

با سلام و احترام 
جناب آقای پارسی من برای شبیه سازی قسمت دوفازی سیستمم به مشکل بر میخورم در جایی که باید فازها رو مشخص کنم. 
سیال درون لوله مبرد R134a هست.که در ابتدا به صورت بخار سوپرهیت وارد لوله شده،بعد از آن با تبادل حرارتی که با محیط دارد دمای خود را از دست داده و به حالت دوفازی میرسد و در نهایت به صورت مایع از سیستم خارج میشود. 

مشکل من جاییه که قراره فاز 1 و 2 رو معرفی کنم.چون سیال من یکی است، برای هر دو فاز فقط گزینه R134a وجود دارد. 

به نظر خودم تو کتابخونه مواد فلوئنت باید این سیال رو در دو حالت مایه و بخار تعریف کنم تا در حالت تعیین فازها دو فاز رو داشته باشم، حالا اگه این کار رو انجام بدم برای تعیین خواص مواد (اینکه تو چه دمایی باشه) مشکل دارم و اینکه برای سیال ورودی به لوله باید سیال در حالت بخار انتخاب شود؟ 

آن قسمت از توضیحاتتون که مربوط بود به اینکه تغییر فاز از کدام فاز به کدامیک است را نمیدونم که در کجای نرم افزار فلوئنت وجود دارد؟ 

ممنو میشم اگه کمکم کنید

سلام جناب پارسی
ببخشید 1 سوال دیگه هم داشتم 
یشه همونطور که با متفاوت در نضر گرفتن مش بندی داخل و خارج لوله میتونیم دو نوع سیال مختلف رو برای سیستم تعریف کنیم(در سیستم مورد مطالعه من در خارج هوا و در داخل لوله مبرد R134a ) 
میشه نوع جریان در داخل و خارج لوله با هم متفاوت باشند؟ 
چون یک فن دمنده هوا را در بیرون کندانسور به گردش در میآورد میخوام که جریان بیرون رو آشفته در نظر بگیرم در صورتی که جریان در داخل لوله کندانسور باید آرام در نظر گرفته شود 

قبلا از راهنمایی های شما کمال تشکر را دارم

پاسخ:

سلام

راجب مورد اول

پرسش:معیار همگرایی در فلوینت

با سلام 

یه سوال داشتم. در فلوئنت همگرایی چطور اتفاق می افتد؟ توی نمودار تکرار همه خطوط باید با هم مماس شوند؟ خیلی ممنونم

پاسخ:

 سلام

خیر

کلا در حل های عددی روال اینه که باید مقدار باقیمانده های شما residuals از حد تعیین شده توسط خودتون کمتر بشه

اگر محدوده معیاری که تعریف کردید براورده نشد همگرایی با یک محدوده جدید اتفاق میفته و اگر محدوده جدید دارای نوسان بود (مثلاً بین 10 به نمای -5 و 0.001 متوسط این دو مقدار میشه محدوده همگرایی شما)

تصورات غلطی وجود داره که خطوط باید ثابت بشن (خط صاف) یا تصورات دیگه منجمله چیزی که اشاره کردین بش که همگی بی اعتبارند.

پیروز و بهروز

بویلر( HRSG)

انواع بویلر در نیروگاههای سیکل ترکیبی:
همانطور که می دانید در نیروگاههای سیکل ترکیبی دود خروجی از توربین گازی وارد بویلر (HRSG) نیروگاه بخاری می شود. نحوه هدایت دود در انواع بویلر ها متفاوت است . به اینصورت که ممکن است کویلهای مربوط به قسمتهای مختلف بویلر مانند اکونومایزر ، پری هیتر و سوپرهیتر آرایش عمودی داشته باشند و دود خروجی از اگزوز توربین گازی به شکل افقی از کویل های HRSG عبور کند و یا بالعکس کویلهای حرارتی آرایش افقی داشته باشند و دود خروجی عمود بر کویلها باشد . بویلر نیروگاه سیکل ترکیبی دماوند وبسیاری از نیروگاهها از نوع اول است . در حالیکه طراحی بویلر نیروگاه سیکل ترکیبی گیلان از نوع دوم می باشد.
در شکل زیر آرایش کویلها در بویلر نیروگاه دماوند و نحوه عبور دود نشان داده شده است.
این بویلر از 3 بخش دی اریتور (هواگیری) ، کویلها ودرام فشار پایین (LP Drum) ، کویلها ودرام فشار بالا (HP Drum) تشکیل شده است . بخار فشار پایین به سمت توربین فشار پایین و بخار فشار بالا به سمت توربین فشار بالا هدایت می شود.
در HRSG معمولا" از دو ردیف داکت برنر استفاده می شود تا در مواقعی که دمای دود ورودی به بویلر پایین تر از حد مجاز است ، برنرها روشن شده و با بالا بردن دما مانع ایجاد شوک حرارتی در بویلر شوند.