سال انتشار: ۱۳۸۲

محل انتشار: چهارمین همایش ملی انرژی

تعداد صفحات: ۱

نویسنده(ها):

کامل هومن –

چکیده:

مسئله سوخت رسانی در نیروگاه های حرارتی و به ویژه روان سازی سوخت اهمیت بسزائی در اشتعال آن در دیگ های بخار دارد . از این رو مطالعه انتقال حرارت در این گونه لوله ها اهمیت شایانی پیدا می کند . در این پایان نامه به دو روش تحلیلی وعد دی پر وفیل درجه حرارت در دا خل لوله حاوی سوخت با لزجت بالا بررسی شده است . با توجه به اینکه معمولاً با قرار گرفتن ژاکت بخار درجه حرارت جداره لوله تقر ی باً ثابت می ماند، لذا در این مطالعه شرط مرزی دما ثابت منظور شده است . ذکر این نکته ضروری است که با توجه به اهم یت و کاربرد آنها این گونه مسائل سالها قبل توسط محققین بررسی شده و به خصوص برای حالت شار ثابت حل دقیق وجود دارد . در مورد شرط مرزی دما ثابت، روش متعارف عبارتست از استفاده از پروفیل شار ثابت و اعمال روش آزمون وخطا و یا به کارگیری روش های عددی . با این حال، از مقایسه با حل های طول ورودی جوابی برای مسئله پیشنهادی شده است که ً اساسا بر مبنای حل تحلیلی معادله انرژی با شرط دما ثابت در ناحیه توسعه یافته نمی باشد . لذا در پایان نامه حاضر ابتدا پروفیل درجه حرارت با شرط مرزی دما ثابت وبه صورت دقیق و با استفاده از روش فروبنیوس به دست آمده و سپس به منظور اطمینان از حل تحلیلی مسئله با روش عددی پسرو حل گردید، نتایج به دست آمده از حل دقیق ونیز حل عددی انطباق بسیار خوبی دارند .
در روش تحلیلی معادله انرژی به صورت بی بعد درآمده و سپس توسط روش جداسازی متغیرها به دو معادله دیفرانسیل مع مولی تبدیل شده است . برای حل معادله در جهت شعاعی از روش فروبنیوس حل مسئله به صورت یک سری چند جمله ای منظور شده است آنگاه ضرایب این چند جمله ای با استفاده از شرایط مرزی به دست آمده اند . با توجه به اینکه ثوابت چند جمله ای متناوباًمثبت ومنفی هستند و این س ری به شدت همگراست، با د ر نظر گرفتن فقط هشت جمله اول آن جواب مسئله با تقریب ٠/٠٠٠١ به دست می آید . مقایسه حل تحلیلی موجود با حل پیشنهادی نشان می دهد که در حوالی مرکز لوله دقت کار اخیر به مراتب بیشتر بوده و با داده های عددی و تجربی همخوانی بهتری دارد . حل های عددی و تحلیلی در بخش نتایج ارائه شده و مقایسه حاضر با حل پیشنهادی در شکل های مربوطه آمده است . در بخش دیگری از این پایان نامه با توجه به اهمیت تغییرات ل زجت سوخت با درجه حرارت در لوله های سوخت رسان نیروگاهی، تغییرات ویسکوزیته با درجه حرارت مورد مطالع ه قرا ر گرفت و در معادلات م منتوم و انرژی تغییرات خطی لزجت با درجه حرارت منظور شده است . نتایج حاصل از حل عددی و حل تحلیلی در این مرحله نیز انطباق خوبی نشان می دهند، به طوریکه از نتایج بخش دوم ملاحظه می شود اثرات تغییر لزجت سوخت اهمیت زیادی بر انتقال حرارت خواهد داشت . نتایج این م طالعه نشان می دهد که برای سوخت های مایع به کار رفته در نیروگاه های ایران که دارای اعداد پرانتل بالا هستند، با توجه به تغییرات وسیع دما در تابستان و زمستان ( به عنوان مثال در نواحی مانند نیروگاه طوس و نیروگاه تبریز ) که به علت تغییر ات بسیار زیاد دمائی از ۳۰Cْ تا -۳۰Cْ ر خ می دهد،مسئله روانسازی سوخت برای احتراق بهتر، اهمیت زیادی دارد . این تغییرات ایجاب می کند که هم اثرات تابع اتلاف انرژی و هم اثرات وابستگی لزجت به دما مورد بررسی قرار گیرد . در واقع همانطور که در معادله ( ٥٧ـ٤ ) آمده است ، برای اعداد پرانتل بالا عدد نوسلت به حاصل ضرب اعداد اکرت و پرانتل وابسته می شود لذا در نظر گرفتن سرعت مناسب سوخت در لوله نیز از اهمیت بالایی بر خوردار است . همچنین از نتایج یافته شده در این کار، محاسبات مربوط به ناحیه طول ورودی بوده است . در جائیکه با محاسبات انجا م شده طول ورودی در لو له های انتقال سیال از منبع ذخیره تا مشعل محاسبه می شود . البته طول ورودی به درجه حرارت وابسته است و در زمستان ها این طول بلندتر ودر تابستان ها کوتاه تراست، چرا که طول ورودی به عدد پکلت ( حاصل ضرب رینولدز و پرانتل ) بستگی دارد . همچنین اثرا ت سرعت جریان روی انتق ال حرارت و عدد نوسلت مورد بررسی قرار گرفت و نشان داده شد که میزان افزایش انتقال حرارت به دبی سیال عبوری بستگی دارد .