دانلود پایان نامه فرآيندهای حالت ناپايدار و انبوه

166 صفحه ورد قابل ویرایش

مقدمه

روابط فصل هاي قبل فقط در حالت پايدار به كار مي روند كه در آن جريان گرما و دماي منبع با زمان ثابت بودند. فرآيندهاي حالت ناپايدار آنهايي هستند كه در آنها جريان گرما، دما و يا هر دو در يك نقطة ثابت با زمان تغيير مي كنند. فرآيندهاي انتقال حرارت انبوه فرآيندهاي حالت ناپايدار نمونه اي هستند كه در آنها تغييرات حرارت ناپيوسته اي رخ مي دهند همراه با مقادير خاصي از ماده در هنگام گرم كردن مقدار داده شده اي از مايع در يك تانك يا در هنگامي كه يك كورة سرد به كار افتاده است.

همچنين مسائل رايج ديگري نيز وجود دارند كه مثلاً شامل مي شوند بر نرخي كه حرارت از ميان يك ماده به روشي رسانايي انتقال مي يابد در حالي كه دماي منبع گرما تغيير مي كند. تغييرات متناوب روزانة حرارت خورشيد بر اشياء مختلف يا سرد كردن فولاد در يك حمام روغن نمونه راههايي از فرآيند اخير هستند. ساير تجهيزاتي كه بر اساس روي خصوصيات حالتي ناپايدار ساخته شده اند شامل كوره هاي دوباره به وجود آورنده(اصلاحي) كه در صنعت فولاد استفاده مي….

چکیده فایل

مايعات سرد كننده و گرم كننده

1) دماي مايع انبوه

مقدمه

بومي، مولر و ناگل رابطه اي براي زمان مورد نياز را براي گرم كردن يك تودة تكان داده شده بوسيلة غوطه ورسازي يك كويل گرم كننده بدست آورده اند كه براي زمان است كه اختلاف دما معادل LMTD (اختلاف دماي مياني لگاريتمي) براي جريان روبه رو داده شده باشد.

فيشر محاسبات انبوه را گسترش داده است براي شامل شدن يك جدول خارجي جريان مقابل، چادوك و سادرنر حجم هاي تكان داده شده را مورد بررسي قرار داده اند كه با مبدل هاي خارجي جريان مقابل همراه با اضافه سازي پيوستة مايع به تانك گرم شده اند همچنين به ميزان حرارت در اين راه حل پرداخته اند.

بعضي از روابطي كه به دنبال مي آيند براي كويل ها در تانك ها و محفظه هاي پوشانده شده به كار مي روند. اگرچه روش بدست آوردن ضرائب انتقال….

خنك كردن و گرم كردن بدون تلاطم (تكان دادن)

در فصل 20 ديده خواهد شد كه تلاطم پوسته را افزايش مي دهد و از همين رو نيازمنديهاي زماني سيالهاي گرم كننده و سرد كننده را كه بوسيلة كويل در تانك عمل كننده كاهش مي دهد، با مبدلهاي خارجي حضور تلاطم، چه به قصد و يا ناخواسته، به طور كاملاً برعكس زمان مورد نياز گرم كردن يا سرد كردن يك حجم افزايش مي‌دهد.

اين موضوع مي تواند با يك تحليل ساده روشن شود با مراجعه به معادلة 4/18، توده با دماي اولية t از ميان يك مبدل خارجي مي گذرد و به تانك باز مي گردد جايي كه به عنوان يك لاية گرمايي….

شكلهاي متناهي و نيمه متناهي گرم شده بوسيلة سيال با مقاومت تماسي

با مراجعه به معادلة 18/52a يا 18/53a، گارني و لوري به اين نكته توجه كردند كه رابطه‌هاي مربوطه به گرم كردن شكلهاي گوناگون به كمك سيال كه ضرائب متناهي يا نامتناهي دارند بايد به وسيلة چهار گروه بي بعد  بيان شوند. به كمك اين عبارتهاي بي بعد آنها طرحهايي براي لوحه (ديوار متناهي)، سيلندر با طول بي نهايت، كره، و جامدات نيمه متناهي تهيه كردند. اين نمونه ها در شكلهاي 12/18 تا 15/18 ارائه شده اند. جدولهاي گارني- لوري بسيار مفيد هستند زيرا نه تنها براي محاسبات مربوط به مركز و سطح استفاده مي شوند بلكه به همان خوبي براي نقاط مياني نيز استفاده مي شوند…..

بويلرهاي بخارساز

دو نوع عمده از بويلرهاي بخارساز وجود دارند، بويلر لولة آتش و بويلر لولة آب، اين مورد اخير شامل يك محفظة استوانه اي داراي لوله هاي سراسري است كه در هر انتهاي محفظه به دو بخش انتهايي متصل هستند. گروه لوله ها معمولاً افقي هستند و بخش بالايي محفظه لوله كشي شده نيست. گازهاي حاصل از احتراق از ميان لوله ها عبور مي كنند و سطحي از آب به منظور فرو بردن كامل لوله ها در آب به درون محفظه برده مي شود كه همزمان فضاي بين سطح آب و بخش بالايي محفظه را آزاد مي كند. در موارد محدود آرايش عمودي لوله ها در اين نوع بويلر، لوله ها بايد براي آن بخش از طول نشان كه نياز به كاهش مؤثر دما گازها را دارند در آب فرو برده شوند تا از زياد گرم شدن بخش بالايي خنك نشدة لوله ها جلوگيري شود. بعضي از بخشهاي با آب سرد شده مانند پوسته يا ورقة لوله ها مي توانند در معرض تابش از گازهاي احتراق قرار بگيرند، به خاطر اينكه اين بخشها ممكن است بخشي از حصار محفظة احتراق را تشكيل دهند. مكانيزم اصلي انتقال حرارت از گازها به لوله ها جا به جايي است. بويلرهاي لولة آتش به ندرت از 8 فوت در قطر تجاوز مي كنند، فشار معمولاً از 100 تا 150 psig محدود شده است…..

– محفظه‎هاي عايق‎بندي شده

محفظه‎هاي بدون آشفتگي

اطلاعات كمي در مورد پيش‎بيني ضرائب داخل يك پوسته و يا بين پوسته و مايع داخل يك محفظة استوانه‎اي عمودي كه در آن آشفتگي مكانيكي رخ نمي‎دهد، وجود دارند. در خلال گرم‎ كردن، قابليت اطمينان مربوط به جابه‎جايي آزاد است مگر استثنايي كه در فصل 10 داده شده است است. ضرائب انتقال حرارت جابه‎جايي آزاد براي محفظه‎هاي با قطر بزرگ را مي‎توان به وسيلة معادلات ‎10/8 تا ‎10/11 تخمين زده شود. هيچ اطلاعات جزيي براي خنك كردن به وسيلة جابه‎جايي آزاد در دسترس نيست، اگرچه بدون شك ضرائب پايين‎تر هستند. كالبرن نتايج تعدادي از مطالعات را كه از آن مي‎توان اطلاعات گسترده‎اي را استخراج كرد، جدول‎بندي كرده است. براي انتقال حرارت از بخار چگالنده در يك پوسته به آب جوشان در داخل محفظه ضريب كلي حدود ‎  250 براي يك محفظة مسي و ‎175 براي يك محفظة فولادي است. اختلافات به ترتيب مربوط به رسانايي و ضخامت ساختاري معادل براي دو ماده است. همان ضرائب را….