آموزش شبیه سازی فرایند condensation درون کندانسور پوسته-لوله

آموزش شبیه سازی فرایند condensation درون کندانسور پوسته-لوله


750,000 تومان

( آخرین بروزرسانی : 14 شهریور, 1401 )

بررسی اجمالی محصول

با خرید این محصول، ویدئوی آموزش شبیه سازی فرایند condensation درون کندانسور پوسته-لوله با نرم افزار ansys fluent به همراه فایل شبکه بندی آن (msh.) را دریافت خواهید کرد.

نقد و بررسی : آموزش شبیه سازی فرایند condensation درون کندانسور پوسته-لوله

شرح مسأله

مسأله حاضر به شبیه سازی فرایند چگالش (condensation) درون یک کندانسور از نوع پوسته-لوله با استفاده از نرم افزار ansys fluent پرداخته است. فرایند condensation به معنای تبدیل یک سیال از فاز گازی به فاز مایع می باشد؛ بدین معنا که وقتی بخار سیال به دمای اشباع رسید، تبدیل به مایع می شود. به گرمایی که موجب تغییر فاز بین دو حالت مایع و گاز می شود، گرمای نهان گفته می شود. در این شبیه سازی، جریان بخار آب اشباع در دمای اشباع به آب مایع تبدیل می شود. از آنجایی که دو فاز مختلف در فرایند حل ایجاد می گردد، نیاز به تعریف جریان چندفازی می باشد. برای این شبیه سازی از مدل چندفازی mixture استفاده شده است؛ زیرا دو فاز آب مایع و بخار آب کاملاً درون یکدیگر اختلاط پیدا می کنند. همچنین برای تعریف فرایند تبدیل فاز از بخار آب به آب مایع، باید یک انتقال جرم (mass transfer) را درقالب تبخیر-چگالش (evaporation-condensation) تعریف کرد. دمای اشباع برای وقوع فرایند چگالش برابر با 46 ºC تعریف شده است و ضریب فرکانس زمانی این انتقال جرم معادل با 0.1 تعریف شده است. در این مدلسازی، فرایند چگالش درون یک کندانسور از نوع پوسته-لوله اتفاق می افتد. بدین ترتیب که جریان آب سردکننده از درون لوله های مبدل با دبی برابر با 5 کیلوگرم برثانیه و دمای برابر با 20 درجه سانتی گراد جریان می یابد و جریان بخار آب نیز درون فضای داخلی پوسته مبدل با سرعت برابر با 10 متربرثانیه و در دمای اشباع معادل با 46 درجه سانتی گراد جریان می یابد. بنابراین، بخار اشباع در اثر تماس با سطح بیرونی لوله های سرد داخلی و افت دمای آن تا دمایی زیر دمای اشباع، دچار فرایند چگالش (condensation) می شود و درنتیجه، آب مایع تولید می شود.

 

 

گام اول) ترسیم هندسه و شبکه ­بندی

مدل حاضر به صورت سه بعدی و با استفاده از نرم ­افزار design modeler طراحی شده است. مدل مربوط به یک مبدل حرارتی نوع پوسته-لوله می باشد که به صورت افقی طراحی شده است. یک پوسته با دو بافل طراحی شده است که حامل جریان آب گرم می باشد، و چهار ردیف لوله درون درون پوسته قرار گرفته است که حامل جریان آب سرد می باشد. به دلیل ساختار متقارن مبدل حرارتی مورد نظر، مدل به صورت نیمه ترسیم شده است.

 

 

شبکه ­بندی مدل حاضر با استفاده از نرم ­افزار ansys meshing انجام گرفته است. شبکه ­بندی به صورت بدون سازمان انجام گرفته و تعداد سلول­ های تولیدی معادل با 342486 می باشد.

 

 

گام دوم) مراحل شبیه ­سازی

برای شبیه ­سازی مدل حاضر، چند فرض در نظر گرفته شده است که عبارتند از:

  • شبیه­ سازی براساس دیدگاه مبتنی بر فشار (pressure-based) صورت گرفته است.
  • شبیه ­سازی در هر دو حالت سیالاتی و انتقال حرارتی انجام گرفته است.
  • شبیه ­سازی حاضر از نظر زمانی به صورت پایا (steady) می باشد؛ یعنی ترم زمان در حل مسأله نادیده گرفته شده است.
  • اثر گرانش (gravity) بر روی مدل نادیده گرفته شده است.

 

خلاصه ­ای از مراحل تعریف مسأله و تعریف حل آن در جدول زیر آمده است:

 

 

گام سوم) نتایج نهایی

پس از پایان فرایند حل، کانتورهای دو بعدی و سه بعدی مربوط به فشار، سرعت ، دما، کسر حجمی بخار آب، کسر حجمی آب مایع و نرخ تغییر فاز بین آب و بخار یا همان نرخ چگالش (condensation rate) به دست آمده است. کانتورها نشان می دهد که جریان بخار داغ پس از تماس با لوله های آب سرد و وقوع انتقال حرارت بین پوسته و لوله های سرد، دچار افت دما شده و دمای آن به زیر دمای اشباع می رسد. درنتیجه، این اتفاق موجب وقوع فرایند تغییر فاز و وقوع چگالش بخار آب و درنهایت تولید آب در قسمت پوسته مبدل کندانسور می شود.

 

 

 

دیدگاه

دیدگاهی ثبت نشده.

اولین نفری باشید که نظر می دهید برای “آموزش شبیه سازی فرایند condensation درون کندانسور پوسته-لوله”