دانلود پروژه کنداسیون وماشینی های جذبی ارتهاشات (با جداول و محاسبات )

فرمت فایل:word  (قابل ویرایش)

تعداد صفحات :28

فهرست مطالب :

ضمائم 
فصل اول – آشنایی 
1-1- ماشین جذبی و کاربردهای آن
1-1-1- مفاهیم و اصول 
2-1-1- فرآیند ترمودینامیکی در سیکل جذبی 
3-1-1- فشارهای بالا و پایین ماشین 
4-1-1- یک قرارداد
5-1-1- کاربردها : ماشین جذبی در مقیاس تجارتی 
2-1- انواع ماشین های جذبی و تفاوت آنها
1-2-1- جفت مبرد – جاذب
2-2-1- روشهای مختلف گرمایش 
3-2-1- طبقه های ژنراتور
4-2-1-ماشین جذبی برای گرمایش و سرمایش
3-1- اهداف این تحقیق
1-3-1- ماشین جذبی در مقایسه با ماشین تراکمی 
2-3-1-محلول آب – برومید لیتیوم در مقایسه با آمونیاک – آب
3-3-1- سیستم هوا خنک در مقایسه با آب خنک 
4-3-1-استفاده مستقیم از گاز شهری در مقایسه با منابع دیگر نظیر بخار داغ انرژی خورشیدی 
5-3-1- ظرفیت دستگاه 
4-1- مراجع

فصل دوم – ترمودینامیک سیکل 
1-2- روشهای مختلف خنک کردن 
1-1-2- خنک کردن با آب
2-1-2- خنک کردن با هوا 
3-1-2- خنک کردن تبخیری

2-2- طرح مناسب به همراه مدل فیزیکی و دیاگرام جریان
3-2- پیش فرضها و داده های ورودی
4-2- خواص ترمودینامیکی و ترموفیزیکی نقاط
5-2- ضریب عملکرد 
1-5-2- تعریف کلی 
2-5-2- ضریب عملکرد ماشین جذبی 
3-5-2- ضریب عملکرد اصلاح شده 
6-2-مراجع

فصل سوم – بررسی اپراتور
1-3- مقدمه
2-3- اپراتور پاششی
3-3- روش برای تخمین طول 
1-3-3- انتقال حرارت 
2-3-3-ضریب انتقال حرارت سمت مایع سرد شده
3-3-3- ضریب انتقال حرارت سمت مبرد 
4-3- تبخیر لایه ای 
5-3- روش بررسی اپراتور 
6-3- روش محاسبات
1-6-3- آب خنک کننده 
2-6-3- محاسبات داخل لوله 
3-6-3- محاسبه برای دیواره لوله 
4-6-3- محاسبات خارج لوله
5-6-3- انتقال حرارت در اپراتور 
6-6-3- ضریب انتقال حرارت کلی 
7-6-3- حل نهایی و محاسبه طول لوله
7-3- مراجع

فصل چهارم – بررسی کندانسور
1-4- مقدمه
2-4- توضیح
3-4- انتقال حرارت
4-4- محدوده های تغییرات در شرایط محاسبه 
5-4- بیان پارامترها
6-4- ناحیه خنک شدن فار بخار
7-4- محاسبه ضریب انتقال حرارت سطح لوله با هوا
8-4- تعاریف و معادلات برای ضریب انتقال حرارت کلی 
9-4- تقطیر لایه ای داخل لوله 
10-4- افت فشار
11-4- چگونگی محاسبات
12-4- مراجع

فصل پنجم – بررسی محفظه ی جاذب 
1-5- مقدمه
2-5- کریستالیزاسیون
3-5- مقایسه سه نوع جاذب از نظر کاربرد آنها در سیکل هوا – خنک جذبی
1-3-5- توضیحات ضروری
2-3-5- محاسبات مشابه برای هر سه سیکل
3-3-5- مدل EISA
4-3-5- محاسبات مدل EISA
5-3-5- مدل QROSAWA
6-3-5- مدل تلفیقی 
4-5- طراحی جاذب
5-5- مراجع

فصل ششم – ژنراتور
1-6- مقدمه
2-6- مدل فیزیکی 
3-6- ضریب انتقال حرارت سمت آب – برومید لیتیوم
4-6- آنالیز احتراق سوخت 
5-6- محاسبات احتراق سوخت 
6-6- انتقال حرارت در سمت گاز
1-6-6- انتقال حرارت جابجایی
2-6-6- انتقال حرارت تابش
3-6-6-محاسبه سطح لوله 
7-1- مدلهای عملی 
8-1- مراجع

فصل هفتم- نمونه محاسبات تخمینی 
1-7- نمونه محاسبات اپراتور
2-7- نمونه محاسبات کندانسور
3-7- نمونه محاسبات جاذب
4-7- نمونه محاسبات ژنراتور

فصل هشتم – عملکرد سیستم تحت بارگذاری جزیی 
1-8- مطالعه رفتار سیستم
1-1-8- مطالب کلی 
2-1-8- انواع مختلف کنترل سیستم 
2-8- محاسبه ضریب عملکرد به صورت تابعی از میزان بارگذاری
1-2-8-مفروضات
2-2-8- مدل سازی
3-2-8- تعادل جرم 
4-2-8- تعادل انرژی
5-2-8- محاسبه ضریب عملکرد 
6-2-8- دیاگرام جعبه محاسبات
3-8- بررسی نتایج 
1-3-8- کارکرد در بارگذاری کامل 
2-3-8- کارکرد در بارگذاری جزئی

نتیجه گیری کلی
1-3- مقدمه 
آب خالص به عنوان مبرد در اوپراتور به وسیله آب خنک شوند گرم شده ، بخار می شود . به عبارت دیگر آب خنک شونده به وسیله مایع مبرد ، که در دمایی کم ( حدود C 5 ) است ، سرد خواهد شد . آب که اکنون بخار شده است به محفظه جاذب می رود و توسط محلول برومید لیتیم جذب می شود .
دمای آب سرد ورودی به دستگاههای تهویه مطبوع ( فن کویل ها ) باید حدود C 7 باشد تا بتواند هوای عبوری از روی کویل های خود را به حد کافی خنک نماید . از طرفی دمای آب برگشتی از این فن ها حدود C 12 طراحی می شود ، بنابراین در این سیستم دمای آب ورودی و خروجی دو اوپراتور به ترتیب C 12 و C 7 در نظر گرفته می شود و با انتخاب یک TD مناسب دمای خود اوپراتور حدود C 5/4 طراحی می گردد .
بنابر تحقیقات انجام شده در اکثر قریب به اتفاق ماشین های جذبی ساخته شده اوپراتورها به صورت مبدل حرارتی پوسته – لوله در نظر گرفته شده است و چون کارایی اوپراتور نوع مرطوب (Flooded) در این زمینه بیشتر است ، در این تحقیق نیز چنین طراحی برگزیده شده است . برای کارایی بالاتر اوپراتور ، آنرا از نوع پاششی (Spary) نیز در نظر گرفته ایم و به این ترتیب فرآیند تبخیر بهتر صورت خواهد گرفت.
البته در دیگر تحقیقات از اوپراتورهای انبساط مستقیم (DX- EVAPORATORS) هم استفاده شده است . استفاده از اوپراتورهای DX می تواند برای اصلاح دستگاه در آینده مورد استفاده قرار گیرد.

2-3- اوپراتور پاششی (Spary Evaporator)
مبرد مایع ( آب ) بروی لوله های اوپراتور پاشیده می شود تا آب سرد ایجاد کند . چون فشار در محفظه جاذب و پوسته اوپراتور بسیار پایین است ( در حدود atm 01/0 ) ، در چنین فشار کمی باید سطح مایع را در نظر داشته باشیم . هنگامی که از یک مبدل حرارتی مرطوب استفاده شود ، مبرد در قسمت پایین مبدل حرارتی نمی تواند بخار شود . اگر سطح آب به mm500 برسد ، اختلاف فشار بین بالا و پایین mm500 آب یا atm5/0 است ، به عبارت دیگر با بکار بردن مبدل حرارتی مرطوب (Flooded Evap) که فاصله بین بالا و پایین آن mm500 باشد ، فشار در قسمت بالا atm010/0 است در حالی که همشن فشار در پایین atm6/0 مطلق است و در حدود 6 برابر اختلاف فشار وجود دارد . در قسمت بالا دمای تبخیر تقریباً C5 است ، اما همین دما در قسمت پایین به C15 تا C20 می رسد . چنین اختلاف دمایی مشکل بسیار بزرگی برای سیکل جذبی ایجاد می کند ، پس برای رفع این مشکل از یک مبدل حرارتی از نوع پاششی برای سرماساز جذبی استفاده می شود .

3-3- روشی برای تخمین طول لوله در اوپراتور – طراحی اولیه 
1-3-3- انتقال حرارت 
جریان گرما در اوپراتورها به وسیله عبارت زیر بیان می شود :
(1-3) 
که در آن :
Q : نرخ انتقال حرارت ، Byu/hr و یا Watt.
: ضریب انتقال حرارت کلی بر مبنای سطح خارجی یا 
: مساحت سطح خارجی ، ft2 یا m2 .
: اختلاف درجه حرارت متوسط لگاریتمی ، F و C .
ضریب انتقال حرارت کلی به صورت زیر است : 
( برای حالت مبرد روی لوله ) :
(3-2) 
که در آن :
: ضریب انتقال حرارت لایه ای برای مبرد ، (W/m2.K) یا (Btu/hr.ft2.f)
: کررایی سطحی سمت مبرد ، یعنی کاراریی فین اگر در سمت مبرد از فین استفاده شود .
X : ضخامت دیواره لوله ، (ft) یا (m) .
K : هدایت حرارتی ماده لوله ، (Btu/hr.ft.F) یا (W/m.K) . 
: نسبت مساحتهای سطح خارجی به داخلی لوله .
: ضریب انتقال حرارت فیلم برای سمت مایع داخل لوله یا 
: مقاومت لایه رسوب در سمت داخل لوله (hr.ft2.F/Btu) و (m2.K/W)
چنانکه از معادله بالا پیداست ، ضرورت انتقال حرارت کلی تابعی از ضریب لایه ای سمت مبرد ، ضریب لایه ای سمت داخل لوله ، نسبت مساحتهای سطوح خارجی و داخلی لوله ، مقاومت رسوبی در سمت داخل لوله و مقاومت در برابر جریان گرما از دیواره لوله است . معادله بالا بر مبنای مفهوم کارایی فین است . 
جزئیات بیشتر درباره تک تک جمله های معادله در زیر آمده است .

2-3-3- ضریب انتقال حرارت سمت مایع سرد شده 
ضریب انتقال حرارت برای جریان آشفته ( عدد رینولدز بیشتر از 3000 ) برای یک مایه به وسیله رابطه ای همانند رابطه زیر بیان می شود :

(3-3) NU=Crem.Prn
که در آن :
NU : عدد نوسلت 
C : ضریب ثابت 
Re : عدد رینولدز
Pr : عدد پرانتل
m و n : توان ها 
که برای آب :
(4-3) 
که در آن : 
h : ضریب انتقال حرارت ، (Btu/hr.ft2.f) یا (W/m2.K)
d : قطر داخلی لوله ، (ft) یا (m)
k : هدایت حرارتی ، (Btu/hr.ft.F) یا (W/m.K) .
G : سرعت جرمی (Ib/hr.ft2) یا (kg/s.m2)
: لزجت در دمای متوسط (N/S.m2)(Ib/ft2.hr) (Bulk)
: گرمای ویژه (kj/kg.k) (Btu/Ib.F)
برای اعداد رینولدز از 2100 ، جریان لایه ای است و روابط مربوط به ضریب انتقال حرارت برای این شرایط صادق است . در یک طراحی خوب بهتر است که جریان آشفته در نظر گرفته شود .
3-3-3- ضریب انتقال حرارت سمت مبرد 
محققان معتقدند برای تعیین ضریب انتقال حرارت جریان مایع در سمت پوسته ، روشهایی ارائه کرده اند . موقعیت جریان به خاطر وجود جریان های نشتی (Leakage Strems) مختلف پیچیده است . این جریانها از مقدار جریانی که برای دسته ای از لوله های عادی تلقی می شود می کاهند . بدلیل طبیعت پیچیده جریان ، داده های انتقال حرارت که به صورت تجربی تعیین شده اند باید برای نوعی مشخص از اوپراتور مورد استفاده قرار گیرند .
4-3- تبخیر لایه ای (Falling Film Evaporation)
تبخیر مبدل مایع در اوپراتور بجای جوشش هسته ای به صورت جوشش لایه ای در نظر گرفته می شود . این استفاده از جوشش لایه ای به علت : کاهش غوطه وری لوله ها در آب و کاهش افت های ناشی از جوشش هسته ای است . علت نیاز به کاهش غوطه وری لوله ها در آب قبلاً توضیح داده شده است .
سازندگان و طراحان متعددی پیش از این تبخیر در اوپراتور را به صورت لایه ای در نظر گرفته اند و این مسئله در این طرح نیز مورد استفاده قرار گرفته است . ، ، . در ضمن از نظر کمی نیز ضریب انتقال ، حرارت با فرض جوشش لایه ای بیشتر از همین ضریب با فرض جوشش هسته ای می باشد ، و از این رو در نظر گرفتن جوشش لایه ای برای طرح مناسب تر است .
5-3- روش بررسی اوپراتور 
برای لوله های اوپراتور یکی از دو شرط «ثابت بودن شار حرارتی» (uniform surface heat flux) با ثابت بودن دمای سطح (uniform surface temperature) می تواند مورد بررسی قرار گیرد .
اما شرط ثابت بودن شارژ حرارتی در حالتهایی مانند گرمایش الکتریکی دیواره لوله یا در معرض تابش بودن سطح خارجی لوله صدق می کند . در مقابل آن دمای سطح ثابت در حالتی وجود دارد که در سطح خارجی لوله تغییر فاز رخ دهد . این تغییر فاز می تواند جوشش یا تقطیر باشد . در عین حال وقوع همزمان شرایط ثابت بودن شارژ حرارتی و ثابت بودن دمای سطح غیر ممکن است .
با توجه به توضیح بالا در مورد اوپراتور و کندانسور از شرط « ثابت بودن دمای سطح » استفاده می شود .
با توجه به اینکه مقدار h سمت جوشش بیشتر از مقدار h سمت داخل لوله است ، اختلاف دمای سطح خارجی لوله با پوسته اوپراتور کم خواهد بود .
6-3- روش محاسبات 
در اینجا روشی برای تخمین طول اوپراتور با توجه به شرایط مرزی ارائه خواهد شد . این بخش به چند قسمت مجزا تقسیم شده که صرفاً برای سهولت در ارائه مطلب است.
1-6-3- محاسبات آب خنک شونده (Chiller Water)
همانطور که قبلاً گفته شد ، دمای ورودی و خروجی آب خنک کن در اوپراتور C12 در ورودی و C7 در خروجی در نظر گرفته می شود ، همچنین حرارت تبادلی در اوپراتور همان ظرفیت تبرید ماشین یعنی ( پنچ تن تبرید ) است . 
2-6-3-محاسبات داخل لوله :
روش محاسبه به ترتیب در زیر آمده است :
1- تعداد پاس ها و تعداد لوله ها حدس زده می شود . این حدس باید از نظر هندسی معقول باشد .
2- سایز لوله حدس زده می شود . با این اندازه که اندازه نامی لوله است می توان با مراجعه به جداول مربوط به آن قطر واقعی مربوط به آن ، قطر واقعی داخلی و خارجی لوله را با توجه به جنس لوله به دست آورد . این اندازه باید لوله ای را مشخص کند که در بازار ارزان و در دسترس باشد . برای جدولی از قطر واقعی و نامی لوله ها به مرجع زیر رجوع شده است . 
3- عدد رینولدز برای داخل لوله محاسبه می شود . جریان در لوله ها باید آشفته (Turbulant) باشد چون لایه ای بودن از ضریب انتقال حرارت خواهد کاست :
(5-3) 
که در آن :
: عدد رینولدز برای جریان داخل لوله 
هر لوله m : دبی جرمی برای هر لوله که برابر است با دبی جرمی کل داخل لوله تقسیم بر تعداد لوله ها در هر پاس 
: قطر داخلی واقعی لوله 
: لزجت آب داخل لوله 
حد عدد رینولدز برای اینکه ریان آب آشفته شود بیشتر از 2300 است .
4- ضریب انتقال حرارت داخل لوله به دست می آید .
برای محاسبه در جریان داخل لوله رابطه (Gnielinski) که برای شرایط طرح ما مناسب تر است استفاده می شود . 
(6-3) 
(7-3) 
Propertie at Tm 
پس از محاسبه ، به دست خواهد آمد : 
(8-3) 
5- رابطه ای میان دمای سطح داخلی لوله و طول آن به دست می آید . این رابطه با این فرض است که شرایط برای همه لوله ها یکسان و همان شرایط متوسط است :
(9-3) 
(10-3) 
که در آن :
q : حرارت متبادل شده در اوپراتور ، W یا Btu/Min
: ضریب انتقال حرارت داخل لوله ، W/m2 یا Btu/hr.ft2.F
: قطر داخلی لوله ، m یا ft
p : تعداد پاس ها
N : تعداد لوله ها در هر پاس 
L : طول هر لوله در هر پاس ( طول تقریبی اوپراتور بدون هدر ورودی و خروجی )، m یا ft
Ts.i : دمای سطح داخلی لوله ، F یا C
Tm : دمای متوسط سیال داخل لوله ، F یا C
(11-3) 
3-6-3- محاسبه برای دیواره لوله 
در اینجا رابطه ای بین دماهای سطوح خارجی و داخلی لوله بدست خواهد آمد :
(12-3) 
(13-3) 
که در آن :
q : حرارت متبادل شده در اوپراتور ، W یا Btu/Min
Ts.i : دمای سطح داخلی لوله ، F یا C
Ts.o : دمای سطح خارجی لوله ، F یا C
و : قطرهای داخلی و خارجی لوله ، m یا ft
L : طول هر لوله در هر پاس، m یا ft
K : هدایت حرارتی دیواره لوله ، W/m.k یا Btu/hr.ft.F
p : تعداد پاس 
N : تعداد لوله در هر پاس
4-6-3- محاسبات خارج از لوله 
1- ابتدا NUD برای خارج لوله محاسبه می شود . برای اینکار از رابطه جوشش لایه ای روی یک استوانه استفاده می شود :
(14-3) 
خواص در دمای فیلم و دانسیته مایع در دمای اشباع به دست می آیند چون دمای Ts هنوز محاسبه نشده است ، پس دمایی بین Tsat (دمای اشباع ) و Tm ( دمای متوسط مایع خنک شونده داخل لوله ) انتخاب شده ، خواص بخار محاسبه می شوند .
2-سپس رابطه ای بین و Ts,o بدست خواهد آمد :
(15-3) 
برای n لوله که به صورت ردیف عمودی قرار گرفته باشند تقریب زیر را به کار می بریم:
(16-3) 
که n تعداد لوله ها در ردیف عمودی و ضریب انتقال حرارت قسمت پوسته است.
5-6-3- انتقال حرارت در اوپراتور 
1- رابطه کلی انتقال حرارت برای اوپراتور به صورت زیر است :
(17-3) 
که در آن :
Q : حرارت انتقالی ، W یا Btu/Min
U : ضریب انتقال حرارت کلی یا 
A : سطح انتقال حرارت ، m2 یا ft2 
: اختلاف درجه حرارت متوسط لگاریتمی C یا F
2- A ( سطح انتقال حرارت ) برابر است با :
(18-3) 
که در آن :