منصة الرسائل والاطاريح: دراسة الخصائص الحرارية الهيدروليكية لمبادل حراري ذو أربعة أنابيب متحدة المركز في محطة المسيب الحرارية

الخلاصة

تُستخدم المبادلات الحرارية بشكل شائع كمكونات مهمة في أنظمة الاستخلاص والاستعادة الحرارية لمحطة توليد الطاقة. في العديد من التطبيقات ، تعتبر وظيفة نقل الحرارة عالية الأداء أمرًا بالغ الأهمية.يتم إنجاز تصميم جديد للمبادل الحراري لحل المشكلة في محطة كهرباء المسيب الحرارية. يتكون هذا التصميم من أربعة أنابيب نحاسية بقطر 1 بوصة (25.4 مم) و 2 بوصة (50.8 مم) و 3 بوصات (76.2 مم) و 4 بوصات (101.6 مم) ويبلغ طول الأنابيب 2 م. يتم تبريد الماء الساخن على مرحلتين. المرحلة الأولى ، يتم انتقال الحرارة بين الماء الساخن في الأنبوب الأول والماء البارد في الأنبوب الثاني. بينما في المرحلة الثانية ، يحدث انتقال الحرارة بين الماء الساخن في الأنبوب الثالث والماء البارد في الأنبوب الثاني والأنبوب الرابع.يكون ترتيب التدفق في المرحلة الأولى هو التدفق المعاكس بينما يكون ترتيب التدفق في المرحلة الثانية متوازيًا. يتم استخدام Solidworks في تصميم المبادلات الحرارية للأنابيب الأربعة متحدة المركز. تبلغ درجة حرارة مدخل الماء الساخن 40.8 درجة مئوية ومعدل تدفق كتلة الماء الساخن 40 لتر / دقيقة. تبلغ درجة حرارة مدخل الماء البارد للأنبوبين الثاني والرابع 28 درجة مئوية ومعدل تدفق كتلة الماء العادي في الأنبوبين الثاني والرابع 60 لترًا / دقيقة و 70 لترًا / دقيقة على التوالي. الغرض من التصميم هو خفض درجة حرارة الماء الساخن إلى 35 درجة مئوية وهي درجة الحرارة المطلوبة في محطة كهرباء المسيب الحرارية. في هذه الدراسة تم عمل نموذج يعتمد على التحليل العددي CFD للتنبؤ بدرجة الحرارة والضغط والسرعة للماء خلال المبادل الحراري . يتم تحقيق ذلك عدديًا عن طريق حل معادالات الاستمرارية, الزخم, والطاقة من خلال المحاكاة تم الحصول على توزيع درجات الحرارة والسرع المكانية داخل المبادل الحراري.تم استخدام برنامج solidwork لحل المعادلات بالاعتماد على k-Ɛ مودل. وقد تم تنفيذ الاختبارات العملية اللازمة لاختبار اداء المبادل الحراري الجديد وتم قياس درجات الحرارة عند مدخل ومخرج كل أنبوب وتوزيع درجة الحرارة عبر الأنابيب. يتم قياس انخفاض الضغط وقيمة الضغط عند المدخل والمخرج لكل أنبوب . يتم إجراء الاختبارات التجريبية بقيم مختلفة لمعدل تدفق كتلة الماء العادي. وجد أن درجة حرارة الماء الساخن تنخفض إلى 34.7 درجة مئوية عند معدل تدفق الكتلة للماء العادي (60 و 70) لتر / دقيقة عند الأنبوب الثاني والرابع