اعلام جامعة بابل | دراسة الخصائص الحرارية الهيدروليكية لمبادل حراري ذو أربعة أنابيب

دراسة الخصائص الحرارية الهيدروليكية لمبادل حراري ذو أربعة أنابيب

نشر بواسطة : سهير حسين طالب

تاريخ الخبر : 08/6/2022

عدد المشاهدات : 267

ناقشت كلية الهندسة / جامعة بابل الاطروحة المقدمة من قبل رنا علي حسين كجزء من متطلبات نيل درجة الدكتوراه فلسفة في الهندسة / الهندسة الميكانيكية/ قدرة و حملت العنوان الموسوم :
دراسة الخصائص الحرارية الهيدروليكية لمبادل حراري ذو أربعة أنابيب متحدة المركز في محطة المسيب الحرارية
Investigation of Thermal-Hydraulic Characteristics of Four Concentric Tube in
Al-Mussaib Thermal Power Plant
تألفت لجنة المناقشة كل من :
أ.د.قاسم صالح مهدي – كلية الهندسة – الجامعة المستنصرية – رئيسا , أ.د.صبا يعسوب احمد – كلية الهندسة – جامعة بابل – عضوا , أ.د.احمد فخري خضير – كلية الهندسة – جامعة النهرين – عضوا , أ.م.د.حميد كاظم حمزة – كلية الهندسة – جامعة بابل – عضوا , أ.م.د. عقيل عباس محمد – الكلية التقنية / المسيب – جامعة الفرات الاوسط – عضوا , أ. د. عادل عباس الموسوي - كلية الهندسة – جامعة بابل – عضوا ومشرفا , أ.د. عصام مجبل عبد - كلية الهندسة – جامعة بابل – عضوا ومشرفا .
جاء بالاطروحة :
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-? 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 على التوالي. هذه هي درجة حرارة الخروج المطلوبة من آلية عمل المبادل الحراري. تم الحصول على تطابق وتقارب جيد في النتائج بين الجانبين العملي والنظري حيث كانت النسبة المئوية لأخطاء قيم درجة الحرارة هو (0.38 ، 2.2 ، 3.4 و 4.3)? عند الأنبوب الأول ، الأنبوب الثاني ، الأنبوب الثالث ، الأنبوب الرابع على التوالي.تمت مقارنة النتائج التجريبية مع عمل أداء shell and tube والمبادل الحراري ثلاثي الأنبوب. وتبين أن هذه المبادلات الحرارية لا تستطيع حل مشاكل محطة كهرباء المسيب الحرارية.
/// وفاء هاشم الحسيني ///