www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

مطالب فهرست

عنوانصفحه

3.......................................................................................پيشگفتار5..............................................................یحرارت یها مبدل یبند دسته

5.........................................گرم و سرد الیس تماس سطح و نوع اساس بر6................................................گرم و سرد الیس انیجر جهت اساس بر8..............................گرم و سرد الیس نیب حرارت انتقال مزیمکان اساس بر9........................................ها مبدل ساختار و یکیمکان ساختمان اساس بر

20.......................................................یحرارت یها مبدل یطراح اصول24...................................................یطراح و ندیفرآ مشخصات نیی- تع128........................................................یکیدرولیه و یحرارت ی- طراح233.......................................................................یکیمکان ی- طراح337.....................................ها نهیهز نیتخم و دیتول به مربوط - مالحظات439......................................کردن نیسنگ و سبک یبرا الزم ی- فاکتورها540...........................................................................نهیبه ی- طراح640.........................................................................مالحظات ری- سا7

41....................( یحرارت یها مبدل یطراح و یساز هی ) شبHTFS افزار نرمTASC، 4.لوله و پوسته مبدلهاي سازي شبيه و عملكرد بررسي ، حرارتي طراحي

2FIHR، 42.....................................مايع و گاز سوخت با ها كوره سازي شبيه

MUSE، 43......................................دار پره یا صفحه مبدلهاي سازي شبيهTICP، 43.......................................................حرارتي عايقكاري محاسبهPIPE، ،44..........................لوله خطوط عملكرد بررسي و بيني پيش طراحي

ACOL، 44...........................هواخنك حرارتي مبدلهاي طراحي و سازي شبيهFRAN، 45....................................نيروگاهي مبدلهاي سازي شبيه و بررسيTASC، لوله و پوسته حرارتي مبدلهاي سازي شبيه و بررسي ، حرارتي طراحي...

4646....................................................................................ها توانايي47............................................................................فرآيند در كاربرد

48..............................................................ها توانايي و فني مشخصات49..............................................................................فيزيكي خواص

49.........................................................جريان از ناشي ارتعاش بررسي50.......................................................................................خروجيACOL، 52...........................هواخنك حرارتي مبدلهاي طراحي و سازي شبيه

52.......................................................................................طراحي53............................................................................فرآيند در كاربرد

54..................................................................توانايي و فني مشخصات56................................................................................خروجي نتايج

1

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجوییPIPESYS، 58...................................................لوله خطوط سازي شبيه

59.......................................................................ها ییتوانا و امکانات60...............................................عمل درPIPESYS كاربرد از هايي نمونه

Aspen B-jac....................................................................61 افزار نرمAspen Hetran......................................................63 افزار نرم با ییآشنا65..........................................یطراح حالت درHetran افزار نرم کار نحوه

Aspen Hetran..........................................................72 افزار نرم طیمح73.................................................. (Problem Definition) مساله فیتعر

83................................. (Physical property data) یکیزیف خواص اطالعات94................................................ (Exchanger Geometry) مبدل ساختار

106....................................................(Design Data ) یطراح یها داده113................................................ (Program Options) برنامه تمایتنظ117.......................................................................... (Results) جینتا

118.................................................................یطراح تیوضع خالصه121.................................................................یحرارت تیوضع خالصه125................................................................یکیمکان تیوضع خالصه

127............................................. (Calculation Details) محاسبه تایجزئAerotran..........................................................129 افزار نرم با ییآشنا

Aerotran...............................................131 افزار نرم یطراح یها روشTeams............................................................133 افزار نرم با ییآشنا

Props...............................................................................136 برنامهQchex..............................................................................138 برنامهEnsea..............................................................................140 برنامهMetals.............................................................................142 برنامهPrimetal..........................................................................144 برنامهNewcost...........................................................................147 برنامه 149 ............................................................................. مواخذ و منابع

گفتار پیش

حرارتی های مبدل اند شیمیایی فرآیندهای در عضو پرکاربرترین تقریبا کرد. آنها مالحظه صنعتی واحدهای بیشتر در را ها آن توان می و

در سیال چند یا دو بین گرمایی انرژی انتقال امکان که هستند وسایلی مایع- مایع بین تواند می عملیات کنند. این می فراهم را مختلف دماهای

خنک منظور به حرارتی های مبدلشود. انجام گاز- مایع یا و گاز- گاز ،

2

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

مورد دو هر یا و تر پایین دمای با سیال کردن گرم یا و گرم سیال کردن.گیرند می قرار استفاده

. شوند می استفاده کاربردها از وسیعی محدوده در حرارتی های مبدل پتروشیمی، صنایع ، ها پاالیشگاه ، ها نیروگاه شامل کاربردهای این

صنایع ، دارویی و غذایی صنایع ، فرآیندی صنایع ، تولید و ساخت صنایع کاربردهای و تبرید های سیستم ، مطبوع تهویه ، گرمایش ، فلز ذوب

دیگ نظیر مختلف های دستگاه در حرارتی های مبدل میباشند. فضایی ، کن خنک برج ، ها کننده تبخیر اواپراتور، کندانسور، ، بخار مولد ، بخار کوره ، ها رادیاتور ، روغن کن گرم و کن خنک ، کویل فن کن گرم پیش

. دندار فراوان ... کاربرد و ها هم و دارند فعالیت حرارتی های مبدل انواع طراحی در بسیاری صنایع

در گوناگون های نام با ها دانشگاه و ها کالج در متعددی دروس ، چنین به مربوط گردد. محاسبات می ارائه حرارتی های مبدل طراحی

کننده خسته گاهی و طوالنی کاری ها مبدل یک طراحی است. مثال با که دارد زیادی های حدس به نیاز خصوص به عملیات یک برای مبدل

مبدل یک های اندازه توان می استانداردها طبق و ها آن از استفاده این تمام کامپیوتری های برنامه از استفاده با کرد. اما پیدا را مناسب

باید تنها طراحی برای طراح و میشود انجام کامپیوتر توسط محاسبات کند. نرم وارد را عملیات در حاضر سیاالت خواص و عملیاتی شرایط

افزارها نرم هستند. این موارد این ازHTFS وAspen B-jac افزارهای را محاسباتی چنین انجام توانایی که شوند می هایی برنامه شاملدارند.

3

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

اصول و حرارتی های مبدل مورد در توضیحاتی ابتدا تحقیق این در نرم چند با آشنایی و معرفی به ادامه در و گردیده بیان آنها طراحی

است. شده پرداخته مبدلها طراحی افزار

حرارتی های مبدل بندی دسته

: کرد بندی دسته مختلف های جنبه از توان می را حرارتی های مبدل

گرم و سرد سیال تماس سطح و نوع اساس بر-گرم و سرد سیال جریان جهت اساس بر-گرم و سرد سیال دو بین حرارت انتقال مکانیزم اساس بر-لهامبد ساختار و مکانیکی ساختمان اساس بر-

4

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

گرم و سرد سیال تماس سطح و نوع اساس بر

Recuperative نوع حرارتی های - مبدل1

یکدیگر از ثابت جامد سطح یک توسط گرم و سرد سیال مبدل این در گیرد. اکثر می صورت مذکور سطح طریق از انتقال و اند شده جدا

هستند. دسته این از صنعت در موجود های مبدل

Regenerative نوع حرارتی های - مبدل2

طور به و نبوده ثابت گرم و سرد سیال کننده جدا سطح ، مبدل این در یا سرد سیال حرکت معرض در مذکور سطح از هایی قسمت متناوب

های مقیاس در بیشتر ها مبدل نوع گیرند. این می قرار گرمگیرند. می قرار استفاده مورد تحقیقاتی و آزمایشگاهی

مستقیم تماس نوع حرارتی های - مبدل3

مستقیم طور به گرم و سرد سیال ، حرارتی های مبدل نوع این در وجود گرم و سرد جریانهای بین ای دیواره ) هیچ نموده حاصل تماس تماس های مبدل گیرد. در می انجام حرارت یا انرژی تبادل ( و ندارد

مایع یک و گاز یک یا و اختالط قابل غیر مایع دو ، جریانها ، مستقیم برخوردارند. باالیی حرارتی راندمان از معموال ها مبدل هستند. این

کن گرم و آبی کولرهای ، کن خنک های برج ، ها مبدل این از ای نمونه. باشند می بخار های نیروگاه در موجودOpen Feed Water Heater های

گرم و سرد سیال جریان جهت اساس بر

5

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

: شوند می تقسیم اصلی دسته سه به حرارتی های مبدل اساس این برهمسو جریان نوع از حرارتی های الف- مبدل

همسو غیر جریان نوع از حرارتی های مبدلب-هم بر عمود جریان نوع از حرارتی های - مبدل ج

همسو جریان نوع از حرارتی های الف- مبدل

جریان جهت و یکدیگر موازی گرم و سرد جریان ها مبدل نوع این در سیال جریان دو باشند. یعنی می یکدیگر موافق ها آن سرد و گرم سیال

می جریان جهت یک در دو هر و شوند می وارد مبدل به انتها یک از ، توجه آن به باید که ای شوند. نکته می خارج دیگر انتهای از و یابند

دمای به هیچگاه مبدل از خروجی سرد سیال دمای که است این داشت دمای دو عددی مقدار شدن رسد. نزدیک نمی خروجی گرم سیال

می بزرگی بسیار موثر حرارت انتقال سطح بکارگیری مستلزم مذکورباشد.

همسو غیر جریان نوع از حرارتی های ب- مبدل

خالف در و یکدیگر موازی گرم و سرد سیال جریان که شرایطی در داشت توجه نامند. باید می همسو غیر جریان را مبدل باشد هم جهت

به نسبت خروجی سرد سیال دمای افزایش امکان ها مبدل نوع این در سطح از یکسان شرایط در مبدلها دارد. این وجود خروجی گرم سیالهستند. برخوردار همسو های مبدل به نسبت کمتری حرارت انتقال

هم بر عمود جریان نوع از حرارتی های ج- مبدل6

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

می هم بر عمود گرم و سرد های جریان جهت ها مبدل نوع این در نام اتومبیل رادیاتور از توان می نمونه ترین متداول عنوان باشند. به

جریان ، طراحی به بسته ، هم بر عمود جریان آرایش برد. در چون ها لوله داخل شود. سیال می نامیده مخلوط غیر یا مخلوط

است. مخلوط غیر داشت نخواهد را عرضی راستای در حرکت اجازه امکان چون است مخلوط پره بی های لوله برای بیرونی سیال

لوله برای و دارد وجود آن شدن مخلوط یا و سیال عرضی جریان در آن جریان از مانع ها پره وجود زیرا است مخلوط غیر دار پره های

شود. می جریان اصلی جهت بر عمود جهتی

سرد سیال بین حرارت انتقال مکانیزم اساس برگرم و

صورت به توانند می ، گرما انتقال مکانیزم طبق بر حرارتی های مبدل: شوند بندی دسته زیر

سمت دو هر در فاز یک - جابجایی1دیگر سمت در فاز دو جابجایی ، سمت یک در فاز یک - جابجایی2 سمت دو هر در فاز دو - جابجایی3

آن در که هایی ) مبدل اکونومایزرها قبیل از حرارتی های مبدل در رود( می اشباع مایع شرایط بسمت اشباع مادون مایع شرایط از سیال

کمپرسورهای در میانی های کن خنک ، بخار دیگ در هوا های گرمکن و ، روغن های کن خنک ، ژنراتورها ، خودروها رادیاتور ، ای مرحله چند دو هر در ، غیره و اطاقها گرمایش در استفاده مورد های کن گرم

7

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

اتفاق فاز یک جابجایی طریق از گرما انتقال ، گرم و سرد سیال سمت آب راکتورهای در بخار مولدهای و بخار های دیگ ، ها افتد. چگالنده می

رادیاتورهای و ها تبخیرکننده ، ای هسته های نیروگاه در فشار تحت چگالش های مکانیزم دارای ، گرمایش و مطبوع تهویه در استفاده مورد

باشند. همچنین می حرارتی های مبدل سطوح از یکی در جوشش و شرایطی مانند ، مبدل سمت دو هر در تواند می فاز دو گرمای انتقال

گرما انتقال سطح دیگر سمت در جوشش و سمت یک در چگالش که از شکلی توان می نیز فاز تغییر بدون ، چند بیفتد. هر اتفاق ، است ، سیال بسترهای که همانطور ، داشت دوفاز جریان گرمای انتقال

گرما ، سطح آن از یا ، گرمایی سطح به ، جامد ذرات و گاز مخلوطکنند. می منتقل

ها مبدل ساختار و مکانیکی ساختمان اساس بر

گرما انتقال با های ) مبدل مستقیم غیر تماس نوع از حرارتی های مبدل می توصیف ساختاریشان مشخصات حسب بر ( اغلب دیواره طریق از

ساختار و مکانیکی ساختمان اساس بر بندی دسته عمده شوند. انواعاست. دار پره سطح و ای صفحه ، ای لوله شامل ، ها آن

ای لوله های - مبدل1

سیال اند. یک شده ساخته ای دایره مقطع با هایی لوله از ها مبدل این تعداد ، دارد. قطر جریان لوله از خارج در دیگر سیال و ها لوله داخل در

8

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

انعطاف کند. بنابراین تغییر تواند می ها لوله آرایش و گام ، طول ،دارد. وجود آنها طراحی در ای مالحظه قابل پذیری: شوند بندی دسته زیر صورت به توانند می ای لوله حرارتی های مبدل

Double pipe ) ) ای لوله الف- دو

(shell and tube) لوله و پوستهب- (spiral tube) حلزونی ای لولهج-

ای لوله دو حرارتی های الف- مبدل

اتصاالت با که است لوله یک شامل معمولی ای لوله دو های مبدل قرار بزرگتر قطر با دیگر ای لوله داخل در مرکز هم بصورت مناسب

های کند. مبدل هدایت دیگر مقطع به مقطعی از را جریان تا گیرد می مرتب موازی و سری گوناگون آرایش با توانند می ای لوله دو حرارتی

برآورده را نظر مورد دمای اختالف متوسط و فشار افت تا شوند و گرمایش برای ، ای لوله دو های مبدل عمده سازند. استفاده

انتقال سطوح آنها در که است فرآیندی های سیال محسوس سرمایش ، بندی شکل باشد. این می نیاز ( مورد50 ) تا کوچکی گرمای

باشند زیاد فشار در ، گرم و سرد سیال دو هر یا یک حالتیکه در همچنین در گرما انتقال میزان که آنست مبدلها این اصلی است. عیب مناسب ،

گرمایی ظرفیت برای دیگر عبارت . به بوده کم آنها گرمایی سطح واحد برای گرما انتقال ضریب هستند. اگر قیمت گران و بزرگ ، مشخص

) یا لوله ، باشد کوچک خارجی و داخلی لوله بین فضای در عبوری سیالشوند. استفاده توانند می طولی های پره دارای ( داخلی های لوله

لوله و پوسته حرارتی های ب- مبدل9

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

پوسته در که ای دایره مقطع با های لوله از ، لوله و پوسته های مبدل که طوری به شوند می ساخته ، اند شده نصب بزرگ ای استوانه های

صورت به ها مبدل است. این پوسته محور با موازی ها لوله محور در ها گرمکن پیش و ها چگالنده ، روغن های کن خنک عنوان به وسیعی در و ای هسته های نیروگاه در بخار مولدهای عنوان به و ، ها نیروگاهشوند. می استفاده شیمیایی و فرآیندی صنایع های کاربرد

( ، جریان کننده هدایت صفحات و ها ) تیغه بافل دارای های مبدل در مجاور بافل دو بین در ها لوله با متقاطع صورت به پوسته سمت جریان بعدی فاصله به بافل دو مابین فاصله از حالیکه در و شود می داده جهت

کاربرد به یابد. بسته می جهت ، ها لوله با موازی ، شود می منتقل ساختمان و شکل در زیادی تفاوت ، لوله و پوسته حرارتی های مبدل

دارد. وجود آنها حرارتی انبساط گرفتن نظر در ، ها مبدل این در طراحی اصلی اهداف اهمیت با صورت در و ، مجموعه آسان کردن تمیز ، ها لوله و پوستهآنهاست. تولید و ساخت روش ترین هزینه کم ، ها جنبه سایر نبودن

Fixedثابت) های لوله صفحه با لوله و پوسته حرارتی های مبدل در

tube sheet، ) گونه هیچ و است شده داده جوش لوله صفحه به پوسته ندارد. این وجود کاری تمیز برای ، لوله دسته از خارج به دسترسی

تواند می که است محدود گرمایی انبساط دارای و هزینه کم انتخاب مبدلها از نوع این یابد. در افزایش ، انبساط های فانوسی توسط اندکی

است. ساده ، ها لوله کردن تمیز ، هزینه کم دارای شکلU لوله دسته با لوله و پوسته حرارتی های مبدل

است. نیاز لوله صفحه یک به فقط آن در زیرا ، است ساختار ترین وسایل با نمیتواند ، تند شکلU خم دلیل به ها لوله داخلی سطح

10

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

کار به لوله گذرهای از زوجی تعداد ها مبدل این شود. در تمیز مکانیکیندارد. وجود گرمایی انبساط نظر از محدودیتی ولی رود می

ظرفیت به بسته ، لوله و پوسته سمت در جریان مختلف های آرایش ساخت های شیوه ، رسوب تشکیل ، فشار سطح ، فشار افت ، گرمایی

شوند. می استفاده ، کاری تمیز مسائل و خوردگی کنترل ، بری هزینه و برای و پوسته سمت در حرارت انتقال ضریب افزایش برای ها بافل بر ، لوله و پوسته های میگردند. مبدل استفاده ها لوله داشتن نگه

شوند. می طراحی ، کارکرد شرایط و ظرفیت هر برای ، نیاز حسب دیگر انواع از بسیاری با متفاوت ، لوله و پوسته های مبدل مشخصه این

باشد. می ها مبدل

حلزونی ای لوله حرارتی های ج- مبدل

پیچانده حلزونی صورت به که هستند هایی کویل شامل ها مبدل این هم های چگالنده صورت به یا و اند گرفته قرار پوسته یک در و شده تبرید های سیستم در که هستند مرکز هم های کننده تبخیر و مرکز

با مقایسه در حلزونی لوله در ، گرما انتقال شوند. ضریب می استفاده سیال و گرمایی انبساط برای ها، مبدل است. این بیشتر ، مستقیم لولهاست. ممکن غیر تقریبا آنها کردن تمیز زیرا ، هستند مناسب تمیز های

ای صفحه حرارتی های - مبدل2

را جریان های کانال که نازک صفحات از ، ای صفحه حرارتی های مبدل صفحات توسط ، سیال های شوند. جریان می ساخته ، دهد می تشکیل می جدا هم از ، هستند موجدار یا و صاف صورت به یا که مسطح

11

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

دو های جریان یا مایع ، گاز بین گرما انتقال برای ها مبدل شوند. این دسته زیر صورت به توانند می ها مبدل شوند. این می استفاده ، فاز

: شوند بندی

(Gasketed-plat) واشردار ای الف- صفحه (Spiral plat) حلزونی ای صفحهب- (Lamella) المالج-

واشردار ای صفحه حرارتی های الف- مبدل

سطح با نازک صفحات از تعدادی شامل واشردار ای صفحه های مبدل جدا یکدیگر از را سرد و گرم های سیال که است دار موج یا دار چین آرایش نحوی به که هستند ها گوشه در قطعاتی دارای کند. صفحات می

در یکی ، شود مبادله آنها بین گرما باید که ای ماده دو که اند شده داده ، مناسب بندی واشر و یابند. طراحی جریان ، صفحات فضای میان

که ها پیچ توسط ، صفحات از ای مجموعه که کند می ایجاد را آن امکان شوند. داشته نگه یکدیگر کنار در ، گذرند می نیز انتها و ابتدا صفحات از

، صفحات در را ها سیال و کنند می جلوگیری بیرون به نشتی از واشرها ، جریان نمایند. شکل می هدایت ، نظر مورد شکل به نحوی به عموما

باشند. مبدل یکدیگر جهت خالف در ها سیال جریان که شود می انتخاب دمای وbar25 از تر پایین فشار با سیال جریان به معموال ای صفحه های قوی شوند. جریان می محدود سانتیگراد درجه250 حدود از کمتر

فشارها افت و گرما انتقال ضرایب بودن بزرگ موجب ای گردابه کاهش باعث ، موضعی برشی تنش بودن بزرگ بعالوه ، گردد می

حرارتی انتقال سطح ، ها مبدل شود. این می رسوب تشکیل نسبتا12

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

جزئیات دلیل به آنها فشار و کنند. دما می ایجاد کم وزن با و فشرده .و تمیز آسانی به ها مبدل هستند. این محدود ، واشربندی و ساخت

و گردند جدا و باز یکدیگر از کامال توانند می زیرا میشوند استریلیزهدارند. غذایی صنایع در ای گسترده استفاده بنابراین

حلزونی ای صفحه حرارتی های ب- مبدل

شکل به موازی بلند صفحه دو پیچاندن با ، حلزونی ای صفحه های مبدل لبه دادن جوش ( و ) مندرل اصلی میله یک از استفاده با حلزونی یک

داده شکل ، دهند تشکیل را کانال یک که صورتی به مجاور صفحات های با ، حلزونی کانال دو هر در فلزی صفحات بین شوند. فاصله می

، شوند می جوش فلزی ورق به که انداز فاصله های پین از استفاده 20mm تا5 بین تواند می انداز فاصله های پین شود. طول می حفظ

توان می ، جریان نرخ به توجه با که است دلیل همین کند. به تغییر شرایط که معناست بدان کرد. این انتخاب کانال برای مختلفی فواصل بدست ، ممکن گرمایش سطوح کوچکترین بنابراین و آل ایده جریان

آیند. می که شود می ایجاد ثانویه جریان یک ، حلزونی مسیر دو از یک هر در

مبدل دهد. این می کاهش را رسوب تشکیل و ، افزایش را گرما انتقال ، خود خاص ساخت دلیل به ولی هستند فشرده کامال ها گران نسبتا

باشند. می قیمت می500 تا0.5 محدوده در ، ها مبدل این برای گرما انتقال سطح

درجه500 ) تا کارکرد دمای ( وbar 15 کارکرد) تا فشار باشد. حداکثرهستند. محدود ها مبدل این ( در سانتیگراد

13

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

مایعات ، آلود لجن سیال کاربرد در ویژه به حلزونی حرارتی های مبدل فازی دو جریان و بزرگ ذرات شامل معلق جامد ذرات با مایعاتی و لزج

اصلی نوع سه در ، حلزونی های شوند. مبدل می استفاده ، مایع- جامد می ساخته ، دارند تفاوت ، جریان های آرایش و اتصاالت در که

شود.

المال حرارتی های ج- مبدل

ساخته های کانال مجموعه ( شامل ) ریمن المال حرارتی های مبدل شده جوشکاری موازی طور به که است نازک فلزی صفحات از شده

( می مستطیلی های کانال یا تخت های ) لوله المال شکل به یا و اند ، مبدل اند. این گرفته قرار پوسته یک در طولی صورت به که باشند لوله صفحه با لوله و پوسته حرارتی های مبدل از ای شده اصالح شکل از ، میشود گفته نیز المال ها آن به که شده تخت های لوله ، است شناور

یکدیگر به ، پیوسته عملیاتی در و خورده برش که باریک صفحه دو دهی . شکل است شده ساخته ، اند شده درزی یا ای نقطه جوش برجستگی و کند می ایجاد را المالها داخل فضای ، باریک صفحات خاص بین ، دهنده فاصله صورت به که زند می بیرون ، خارج سمت به هایی

رود. المالها می بکار پوسته سمت در جریان مقاطع ایجاد برای ، المالها یکدیگر به آنها وسط در فوالدی های میله دادن قرار با انتها دو هر در

شوند. می جوش دو دارد. هر المالها بین نیاز مرد فاصله به بسته فوالدی های میله اندازه متصل کانال درپوش به ، محیطی های جوش بوسیله المال دسته انتهای

خروجی و ورودی نازل به خارجی انتهای در ، خود هم آن که شوند می

14

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

المال سمت است. بنابراین شده جوش بندی آب جوشها توسط کامالاست. شده

بنابراین هستند مناسب شیمیایی کاری تمیز برای المالها بین ما سطوح یابند. جریان جریان پوسته سمت در باید دهنده رسوب های سیال پوسته سمت در طولی صورت به و است صفحات حول گذر یک عموما پوسته سمت در بافلی یابد. هیچگونه می جریان ها کانال بین فضای جریان آرایش برای توانند می المال های مبدل بنابراین و ندارد وجود

جریان زیاد آشفتگی دلیل شوند. به گرفته نظر در واقعی جهت مخالف نمی رسوب سادگی به المالها ، صاف سطوح و جریان یکنواخت توزیع ،

گیرند. بیرون کاری تمیز و بازرسی برای راحتی به تواند می صفحه دسته تحمل وbar 35 تا فشار تحمل ظرفیت دارای طرح . این شود آورده

درجه500 و تفلون واشرهای برای سانتیگراد درجه200 تا دماباشد. می آزبست واشرهای برای سانتیگراد

دار پره سطوح با حرارتی های - مبدل3

در ضمائمی یا و ها پره دارای ، دار پره سطوح با حرارتی های مبدل این افزایش منظور به گرما ( انتقال ای صفحه یا ای ) لوله اصلی سطح بسیار گاز سمت در گرما انتقال ضریب که آنجا باشند. از می سطح

سمت در ، دار پره گرمای انتقال سطوح ، است مایع سمت از کوچکتر به ها شوند. پره می استفاده گرما انتقال سطوح افزایش برای گاز

که جایی در مایع – گاز یا گاز – گاز حرارتی های مبدل در وسیع صورت های مبدل به و باشد کوچک سمت دو هر یا یک در گرما انتقال ضریب

15

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

ترین رایج از نوع گردند. دو می استفاده باشد نیاز فشرده حرارتی: از عبارتند دا پره صفحات دارای حرارتی های مبدل

دار پره ای صفحه های الف- مبدلدار پره ای لوله های مبدلب-

دار پره ای صفحه های الف- مبدل

دار پره ای صفحه های مبدل نوع و گاز- گاز کاربردهای برای عمدتا می استفاده مایع- گاز کاربردهای برای دار پره ای لوله های مبدل

( هواپیماها و ها اتومبیل ، باری های ) ماشین کاربردها اکثر شوند. در دلیل است. به برخوردار ای ویژه اهمیت از مبدل حجم و جرم کاهش فشرده حرارتی های مبدل ، وزن و حجم کاهش این به یافتن دست

( ، ) کرایوژنیک کم خیلی دمای با تبرید در وسیع صورت به همچنین می استفاده تهویه های وسیستم تبرید ، فرآیندی صنایع ، انرژی بازیابیگردند. قرار دار موج های پره ها آن بین که تخت صفحات با سیال های جریان

جریان به توجه با توانند می ها شوند. آن می جدا هم از ، اند شده داده های واحد . این شوند داده آرایش متفاوت های بندی شکل با سیال های

2000 حدود حجم واحد در گرما انتقال سطح دارای فشرده بسیار میباشند. صفحات دارای ها پره وmm 1 تا0.5 ضخامت دارای عموما

آلومینیوم آلیاژ از مبدل باشند. کل میmm 0.75 تا0.15 ضخامت به خالء کوره یا نمک حمام در ، مختلف اجزاء و است شده ساختهشوند. می لحیم یکدیگر

16

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

باعث ، اند شده داده قرار تخت صفحات بین که دار موج های ورق برای گاهی تکیه هم و شوند می بیشتر گرمای انتقال سطح ایجاد

های ورق از بسیاری مختلف های کنند. شکل می ایجاد تخت صفحات از عبارتند آنها رایجترین ولی شوند می استفاده ها مبدل این در موجدار

پره ، ای کنگره یا ای دندانه پره ، سوراخدار ساده پره ، ساده : پرهشکل. موجی یا جناغی

های الیه ، نباشند پیوسته جریان راستای در که ها پره از استفاده با مرزی در سطح اگر ، خورند می بهم و شوند می شکسته کامال

یا و گردند می نازک یا مرزی های الیه ، باشد موج دارای جریان راستای فشار افت و گرما انتقال بزرگتر ضرایب آن نتیجه که شوند می قطع

است. بزرگتر که هستند کوچک دار پره ای صفحه های مبدل در جریان های کانال ) باشد کوچک باید نیز آنها در جریان جرمی سرعت که معناست بدین موضوع شود. این اجتناب ، اضافی فشار افت از ( تا300 تا10

که موضوع این به توجه با ، نماید رسوب تشکیل برای مستعد را کانال این از استفاده ، شوند تمیز مکانیکی صورت به توانند نمی مبدلها این

به است. آنها تمیز های سیال به منحصر دار پره ای صفحه های مبدل می استفاده هوا سازی مایع واحدهای در چگالش مصارف برای وفور

شوند. ، گاز های توربین در استفاده برای دار پره ای صفحه های مبدل

ماشین ، )هواپیماها پیشرانه مهندسی ، ای هسته و مرسوم نیروگاههای ، مطبوع تهویه و تهویه ، گرمایش ، تبرید خودروها( ، و باری های

وسایل سرمایش و شیمیایی صنایع ، اضافه گرمای بازیابی های سیستماند. آمده بوجود الکترونیکی

17

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

دار پره ای لوله های ب- مبدل

بیرونی سمت در که هایی پره با ها لوله از ای آرایه شامل ها مبدل این ممکن ها لوله خارجی سمت های باشد. پره می ، اند شده ثابت طولی یا ، محور به نسبت مارپیچ یا اریب ، ها لوله محور بر عمود است

طولی های باشند. پره لوله محور امتداد در )محوری( و در معموال استفاده نیستند بافل دارای که ای لوله و پوسته یا ای لوله دو های مبدل

شوند. می دار پره ای لوله های مبدل در ، گرد مقاطع با هایی لوله عموما

جوش ، کاری لحیم با ها شوند. پره می استفاده بیضوی یا مستطیلی و کششی پیچاندن ، مکانیکی زدن جا ، اکستروژن ، جوشکاری ، برنجی

سیستم در متداول بطور ها مبدل شوند. این می وصل لوله به غیره شوند. سطوح می استفاده مطبوع تهویه و تبرید ، تهویه ، گرمایش های

ها لوله سمت در داخلی های کننده تبخیر و ها چگالنده در عموماگردند. می استفاده تبرید های سیستم های مبدل ، بازیافت بخار های دیگ و هوا با شونده خنک های چگالنده ها لوله از افقی دسته یک شامل که هستند دار پره ای لوله حرارتی

خارجی سمت در ها آن با متقاطع و ها لوله میان از گاز یا هوا که است اتفاق ها لوله داخل سمت در ، جوشش یا چگالش و شود می دمیده

افتد. می

18

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

حرارتی های مبدل طراحی اصول

مؤلفه یک تنها یا آن از بخشی ، مهندسی سیستم یک تهیه برای طراحی سیستم یک دارد. توصیف قرار باالیی بسیار جایگاه در ، سیستم

سیستم، اندازه سیستم، ساختار مهم مشخصات بیانگر مهندسی برداری بهره و ساخت برای که مشخصاتی سایر و سیستم عملکرد

و روش از استفاده با تواند می موضوع . این باشد می ، مهمند بسیارگردد. محقق طراحی اصول

روش که است مشخص کامال ، فعالیت این انداز چشم بندی فرمول از طراحی روش گذشته، این از و است ای پیچیده ساختار دارای طراحی

عمر چرخه طراحی با باید ، مؤلفه یک عنوان به حرارتی مبدل یک برای فرض را زیر مالحظات عمر چرخه باشد. طراحی سازگار سیستم یک

: است کرده

oمشتری( با تعامل جمله ) از مسئله بندی فرمولoاولیه( طراحی ها، طراحی انواع ) انتخاب مفهوم توسعهoقرار نظر مد و طراحی محاسبات همه مبدل)انجام دقیق طراحی

( مالحظات همه دادنoتولید و ساخت

oفرسوده ، بودن دسترس در ، ) کارکرد برداری بهره مالحظات غیره( و شدن

19

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

حرارتی مبدل طراحی اصول و - روش1 شکل

20

فرآیند مشخصات

ساختار مبدل، آرایش جریان، مالحظات معماری، انتخاب مواد و سطح ، انتخاب طرف سیال،

یک یا چند تکنولوژی

شرایط کار

مشخصات

مسئله

و حرارتی طراحیبازده هیدرولیکی

پره ینتایج

ε-NTU

ویژگی های

ترموفیزیک

سیاالت و مواد

ویژگی های

سطحی و هندسی

انتقال گرما، آنالیز افت فشار و بهینه

سازی

مکانیکی طراحی

طراحی ساختاری و مکانیکی مالحظات کارکردی و نگهداری

ابزارهای توزیع

سیال

پشتیبانی و نصب

هسته مبدل

حرارتی

مالحظات تولید و تقریب هزینه

قیمت گذاری

تجهیزات ،

پردازش و غیره

اختیاری حلهای راهشده بهینه

فاکتورهای

سنجش

بهینه حل راه

بهینه سازی

سیستم

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

و تجهیزات مشخصات تعیین به باید مهندس یک نخست مرحله در درکی اساس بر باید این که ورزد مبادرت سیستم طراحی کلی اهداف بندی فرمول درستی به موضوع باشد. اگر مشتری نیازهای از درست

قرار ارزیابی مورد سیستم طراحی در را ها مؤلفه همه مهندس و گردد دهد قرار مدنظر خود برای را عملی طراحی حل راه چند یا یک و دهد گیری اندازه تواند می ها ارزیابی و تحلیل این اساس بر صورت آن در

کار این که دهد انجام را ها سازی بهینه و ها هزینه برآورد ، دقیق های طور گردد. به پیشنهاد طراحی برای حل راه بهترین تا شود می موجب نظر مد باید تولید و ساخت از اعم پروژه مهندسی مالحظات ، مشابه

در کارکرد نقل، و حمل اندازی، راه به مربوط شود. موضوع داده قرار نظر مد باید هم بازیافت احتماال و شدن فرسوده نهایتا و پایدار شرایط موارد همه گرفتن نظر در با طراحی . تیم گیرند قرار طراح مهندس

های محدودیت همه ، کند می نیازها همه کردن برآورده در سعی را گوناگون مراحل بار چندین و نماید می سازی شبیه را احتمالی

برآورده ها خواسته همه و نماند باقی مشکلی اینکه تا کند می تکرار می ایجاد طراحی خاص روش یک ها، فعالیت این چارچوب شوند. در

گردد. داده نشان1 شکل در حرارتی مبدل یک طراحی برای متدولوژی یک

) تابورک ( ،1998) لندن و کیز آقایان توسط طراحی . این است شده شده انجام فشرده حرارتی های مبدل برای1 (1982) شاه ( و1988

مد موردی مطالعه یک عنوان به توان می را طراحی فرآیند است. اینداد. قرار نظر

1 Kays & London , Taborek , shah 21

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

است زیر موارد شامل حرارتی های مبدل طراحی های روش و اصول :

oطراحی و فرآیند مشخصات تعیین

oهیدرولیک و حرارتی طراحی

oمکانیکی طراحی

o ساخت و هزینه به مربوط محاسبات

oسیستم سازی بهینه و سنجش فاکتورهای

برای و گذارند تاثیر هم بر و مرتبط یکدیگر به اکثرا باال موارد محاسبه ممکن حتی و گیرند قرار نظر مد همزمان باید بهینه طراحی به رسیدن

نیاید. پیش مشکلی تا شود انجام تکرار بار چند طراحی از قبل است چون است، پیچیده بسیار فرآیندی طراحی کلی متدولوژی و روش

از و گیرند قرار بررسی مورد باید کیفی و کمی مالحظات از بسیاری باید شود. همچنین مبذول کافی دقت باید کمی محاسبات در گذشته این و موارد از برخی ویژه، کاربرد به بسته که شود تأکید نکته این بر

این اما کرد، اعمال باید پروسه انجام حین را طراحی مالحظات مالحظات این ادامه گیرد. در نمی بر در را باال موارد همه ضرورت. شد خواهد داده شرح بیشتری جزئیات با گسترده

22

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

طراحی و فرآیند مشخصات - تعیین1

در مراحل مهمترین از یکی توان می را فرآیند های ویژگی و مشخصات می حرارتی مبدل طراح مهندس کرد. یک عنوان حرارتی مبدل طراحی

را ای هوشمندانه های ویژگی ، سیستم طراح مهندس همکاری با تواند نماید. ایجاد را ای بهینه سیستم و کند تعریف حرارتی مبدل یک برای نیازهای اساس بر هوشمندانه مشخصات و ها ویژگی همه است الزم

گردند. مشخص طراح مهندس تجارب و صنعتی استانداردهای ، مشتری نیاز مورد و الزم اطالعات همه شامل پروسه و طراحی مشخصات

یک برای آن از بتوان تا حرارتی مبدل سازی بهینه و طراحی برای : است زیر موارد شامل اطالعات کرد. این استفاده خاص طراحی

جریان آرایش مبدل، ساختار نوع کار، شرایط برای مسئله مشخصات های محدودیت ، میشود استفاده مبدل ساخت در که موادی جنس ، ها

. حفاظت و ایمنی ، ساخت کد ، ساخت تمام باید آن طراح مهندس و حرارتی مبدل طراحی گذشته این از

کمترین به نیاز مورد ورودی مشخصات تا گیرند بکار را خود تالشیابد. کاهش میزان

مسئله الف- مشخصات

طراحی اساس که ایست مالحظه مهمترین و اولین مساله مشخصات انجام طراحی شرایطی در عملکرد آنالیز آن از پس و دهد می شکل را

پارامترهای مثل مواردی تعیین شامل مسئله میگیرد. مشخصات حرارتی مبدل است قرار که است محیطی و عملیاتی شرایط فرآیندی،

23

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

نسبت تعیین شامل طراحی های شود. پارامتر گرفته کار به آن در آن فیزیکی ترمو های ویژگی و سیاالت انواع ) شامل سیال جرم جریان

، سیال ترکیب ، جریان های شدت ، فشارها و ورودی دماهای ( ، ها فشار و دما در نوسانات ، مجاز فشار افت ، حرارتی بار ، بخار کیفیت پارامترهایی ، محیط یا پروسه پارامترهای در تغییرات واسطه به ورودی

، سیال زایی رسوب و خورندگی خواص ، وزن ، کلی اندازه مثل ، شوند استفاده باید که موادی ، هزینه )جمله از طراحی های محدودیت

کارکرد محیط شرایط ( ، حرارتی مبدل انواع ، جریان چیدمان و آرایش( محیطی تاثیرات و دما سطح ، فرسایش ، ایمنی از ) اعم

: از عبارتند شود گرفته نظر در باید که عواملی

، ) باران بارندگی میزان ، محیط دمای : حداقل هوایی و آب شرایط رطوبت ( و تگرگ ، برف

مناطق ، ای قاره مناطق ، صحرا ، دریا با : مجاورت عملیاتی محیطخیز غبار و خیز باد ، خیز زلزله و حرارتی تجهیزات سایر یا ها ساختمان به نزدیکی : میزان محل نقشه

.... و الزم های کشی لوله میزان و طول ، غالب باد جهت ، برودتی صورت آن در شود گرفته نظر در زیادی بسیار های محدودیت اگر

بین است الزم صورتی چنین در که نباشد عملی طراحی است ممکن مبدل شود. طراح انجام سنگین و سبک و سنجش مختلف پارامترهای

هم همکاری با مرحله این در باید سیستم طراح مهندس و حرارتیکنند. انتخاب سیستم برای را مشخصات بهترین

حرارتی مبدل ب- مشخصات

24

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

مهندس تجربیات و اطالعات اساس بر و مسئله مشخصات تعیین با . انتخاب گردد می انتخاب جریان آرایش و مبدل ساختار ابتدا ، طراح

: دارد زیر پارامترهای به بستگی ساختار نوع

( سیال یک میعان یا تبخیر یا مایع یا ) گاز سیاالت-1عملیاتی فشارهای و دماها-2 برده کار به مصالح با سیال سازگاری و خورندگی ، گرفتگی جرم -3

شدهسیستم مجاز نشتی میزان-4حرارتی مبدل ساخت برای دسترس قابل های تکنولوژی و هزینه-5

ساختار نوع ، مبدل بخشی اثر به سیال خاص جریان آرایش انتخاب حرراتی های تنش ، مبدل دستی پایین و باالدستی های کانال ، مبدل . مسیر دارد بستگی طراحی های محدودیت و معیارهای سایر و مجاز موارد و خروجی و ورودی های لوله محل ، حرارتی مبدل گرفتن قرار با توان می البته که شوند تعیین سیستم وسیله به است ممکن هم دیگر

را ها آن شده انجام های کشی کانال و دسترس در فضای مالحظه. کرد اصالح

. شوند انتخاب سازنده مواد و مرکزی یا سطح هندسه باید دوم گام در ) بافل ها تیغه هندسه ، مجراها تعداد ، پوسته نوع ) مثل مرکزی هندسه

در شوند می انتخاب لوله و پوسته مبدل یه ( برای موارد سایر ( و ها و دار پره سطوح با ، ای صفحه مبدل برای سطح هندسه که حالی

برای فراوانی کیفی و کمی میشود. معیارهای انتخاب گرما بازیاب از عبارتند سطح انتخاب برای کیفی دارد. معیارهای وجود سطح انتخاب

25

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

، خوردگی ، طراح تشخیص قوه و تجربه ، کارکرد فشار و : دما در ، هزینه ، سیال آلودگی ، فرسایش ، گرفتگی جرم و رسوبات قابلیت ، داری نگه ضروریات ، تولید و ساخت ، سطوح پذیری دسترس

معیارهایی ، لوله و پوسته حرارتی های مبدل مورد ایمنی. در و اعتماد می گرفته نظر در مرکزی بندی طرح یا مرکزی هندسه انتخاب برای که

، شده تعیین فشار افت در حرارت انتقال : عملکرد از اند عبارت شود نشست اثر حرارتی و فشاری های تنش ، کارکرد دماهای و فشارها ، گرفتگی جرم ، سیالت خورندگی مشخصات ، پروسه بر احتمالی ارتعاش ) حداقل کننده محدود فرآیندی مشکالت ، کاری تمیز قابلیت

. تعمیرات و داری نگه و ساخت هزینه ، ایمنی جریان( ، از ناشی مجاز که است این شود گرفته نظر در باید که عاملی مهمترین ، اینها بر عالوه

یابد. می جریان لوله سمت در سیالی چه و پوسته سمت در سیالی چه : که میشود انتخاب ای گونه به لوله درون سیال لوله و پوسته مبدل در

و ویسکوزیته ، بیشتر خوردندگی ، باالتر فشار ، بیشتر کنندگی رسوب. باشد داشته کوچکتری حرارت انتقال ضریب

هیدرولیکی و حرارتی - طراحی2

26

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

مقدار تعیین شامل حرارتی های مبدل هیدرولیکی و حرارتی طراحی. است مبدل سایزینگ یا فشار افت ارزیابی و حرارت انتقال

حرارتی طراحی

دو سیال حرارت انتقال ضرایب ساده تعیین شامل حرارتی طراحی جرم بدون حالت در حرارت انتقال ضریب آوردن بدست برای طرف

ضریب برای منطقی مقداری گرفتن نظر در ( است. باU) گرفتگی با که آید می دست ( به) کلی حرارت انتقال ضریب گرفتگی، جرم مشخص نیاز مورد سطح ، معادله از استفاده و آن به توجه

. شد خواهد بایستی ، حرارتی مبدل یک عملکرد بینی پیش یا حرارتی طراحی برای

ورودی دماهای مانند هایی کمیت و کلی حرارت انتقال نرخ بین روابطی انتقال سطح مساحت و کلی حرارت انتقال ضریب ، سیال خروجی و

دو برای کلی انرژی موازنه اعمال با توان می که آورد دست به حرارتآورد. دست به رابطه دو ، سیال

انتقال و باشد سرد و گرم سیال بین حرارت انتقال کلی نرخq اگر مثال پتانسیل و جنبشی انرژی تغییرات و محیط و حرارتی مبدل بین حرارت

: شود می نتیجه ، انرژی موازنه اعمال با ، باشد ناچیز

و سرد سیال به اشارهh,c اندیسهای ، است سیال آنتالپیh آن در که می مشخص را ورودی و خروجی شرایطi,o که حالی در دارند گرم ثابت ویژه گرمای و ندهد رخ فازی تغییر سیاالت از یک هیچ در . اگر کنند

: آیند می در زیر صورت به فوق روابط ، شود فرض27

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

اند مربوطه مقاطع در متوسط دمای ، معادالت این در شده ظاهر دمای.

آن در که داد نشان نیز زیر صورت به توان می را حرارت انتقال معادله گرم سیال دمای اختالف جایگزین مبدل طول در متوسط دمای اختالف

طول در متوسط دمای اختالف: ) شود می مقطع یک در سرد واست( مبدل

هیدرولیکی طراحی

و فشار افت ارزیابی شامل هیدرولیکی طراحی شد ذکر که همانطور ، حرارتی های مبدل در فشار افت عمده . دلیل است مبدل سایزینگ است. مبدل پوسته و لوله درون سیاالت جریان از ناشی اصطکاک جهت شدن معکوس یا و ناگهانی انقباض و انبساط از ناشی اصطکاک

و کلگی در آمده بوجود شود. تغییرات می فشار افت موجب نیز جریان تاثیرات این ولی باشد موثر فشار افت بر تواند می نیز جنبشی انرژی صرف آنها از طراحی محاسبات اغلب در توان می و است کوچک نسبتاکرد. نظر

حرارتی مبدل حرارتی طراحی به مربوط الف- مسائل

28

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

مبدل طراحی مورد در متعددی مسائل کمی، آنالیز نظر نقطه از ساده از مورد دو بندی اندازه و بندی دسته دارد. مسائل وجود حرارتی

هستند. مسائل این ترین مهم و ترین

بندی دسته مسئله

از که مبدلی یا موجود مبدل فشار افت عملکرد و حرارت انتقال تعیین گویند. میrating problem را است شده تعیین آن های اندازه قبل

حرارتی، مبدل : ساختار از عبارتند مسئله نسبت به مربوط های ورودی هر در سطح هندسه و مواد کامل جزئیات طراحی، ابعاد ، جریان آرایش

، اسکالر حرارت انتقال و فشار افت مشخصات جمله از ، طرف دو . دمای گیری رسوب عوامل و ورودی دماهای سیال، جریان های نسبت

مبدل طرف هر در فشار افت و حرارت انتقال نسبت سیال، خروجی گاهی را بندی دسته شوند. مسئله داده قرار نظر مد باید هم حرارتیشناسند. می سازی شبیه مسئله یا عملکرد عنوان تحت اوقات

بندی اندازه مسئله انتخاب معنای به جدید حرارتی مبدل طراحی گسترده، و کلی مفاد در ها پره سازنده مواد انتخاب جریان، آرایش ، مبدل ساختار انواع تعیین و تعیین حرارت انتقال برآوردن برای مبدل فیزیکی اندازه و ها صفحه و

برای بندی اندازه مسئله در حال هر است. به مجاز فشار افت و شده فیزیکی های اندازه تعیین به باید ، دار پره سطوح با حرارتی مبدل یک

حرارتی طرف( مبدل هر مقطع سطح و ارتفاع پهنا، طول، از )اعم بندی اندازه موضوع ، لوله و پوسته های مبدل مورد در و شود پرداخته

بندی طرح ، ها لوله قطر و تعداد ، طول و قطر ، پوسته نوع تعیین به

29

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

می اطالق مشابه موارد ( و ها لوله عبور ) مسیر گذرها آرایش ، لوله. شود

هیدرولیکی و حرارتی طراحی اساسی های ب- روش

های گروه ، حرارتی مبدل آنالیز با مربوط متغیرهای تعداد اساس بر گروه بین شوند. روابط می بندی فرمول بعد بدون مستقل و وابسته

می تعیین جریان مختلف های آرایش برای اسکالر یا بعد بدون های برای روش چند از ، بعد بدون های گروه انتخاب اساس شوند.بر ،ε-NTU، p-NTU شامل ها شیوه است. این شده استفاده طراحیشکل در که باشند. همانگونه می ها شیوه سایر وMTD تصحیح فاکتور

هیدرولیکی و حرارتی فرآیند به های ورودی است؛ شده داده نشان1 ، جریان سایش مشخصات و سطحی حرارت انتقال از عبارتند مشخصات و سیاالت ترموفیزیک های ویژگی ، هندسی های ویژگی

. پروسه و طراحی

سطح اساسی ج- مشخصات

نشانf وNu یاj با را سيال طرف هر برای سطح اساسی مشخصات نسبت ، با فشار افت ،h با حرارت انتقال ضریب دهند. همچنین می

می داده نشانG با سیال جرم سرعت ، با که سیال جرم جریان برای کلیدی ورودی یک سطح اساسی معتبر و دقیق شود. مشخصات

شود. می محسوب مبدل هیدرولیک و حرارتی طراحی سطح هندسی د- مشخصات

30

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

هندسی مشخصات حداقل فشار، افت و حرارت انتقال آنالیز برای مبدل یک های وجه از کدام هر برای نیاز مورد حرارت انتقال سطح

جریان از عاری مساحت : مینیمم از است عبارت ، سیالی دو حرارتی شامل گرماکهA انتقال سطح مساحت وAfr مرکزی جلویی سطح ،

جریان طول وDh هیدرولیکی قطر ، ها پره و اصلی قسمت دو مساحتLمحاسبه هسته و حرارت انتقال سطح اتخاذ با ها کمیت است. این

مساحت ، لوله و پوسته حرارتی مبدل پوسته قسمت شوند. برای میاست. نیاز مورد هم جریان گوناگون گذرگاهای

ترموفیزیکی ه- مشخصات

برای زیر ترموفیزیکی مشخصات ، هیدرولیکی و حرارتی طراحی برای حرارت ،ρدانسیته ،μ دینامیکی : ویسکوزیته است نیاز مورد سیاالت

حرارتی هدایت ضریب دیوار، . برایk حرارتی هدایت ضریب وcp ویژه. باشد می نیاز مورد نیز ها آن ویژه گرمای و رفته بکار مصالح

هیدرولیکی و حرارتی طراحی مسائل حل و- راه

و عددی ماهیت بندی اندازه و بندی نسبت مسائل برای ها حل راه ویژگی و گرما انتقال به مربوط تجربی های داده دارند. همه محاسباتی

مورد محاسبات برای دائمی های ویژگی سایر و سیال فرسایش های استفاده با اغلب فرآیندها این محاسبات پیچیدگی هستند. بواسطه نیاز شوند. از می محاسبه ویژه افزارهای نرم و کامپوتری های برنامه از

شرایط به وابسته متعددی های وضعیت و هندسی متغیرهای که آنجا بهترین بندی فرمول موضوع لذا دارد وجود بندی اندازه مسئله کاردر

31

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

همه میان ( در پارامترها و متغیرها این مقادیر ) انتخاب طراحی حل راه کنند می برآورده را طراحی و عملکرد معیارهای که ممکن های حل راه

سازی بهینه های تکنیک کارگیری به با تنها خواسته . این است مطرح ، طراحی اهداف تا میشود محقق اولیه اندازه تعیین از بعد محاسبات

سازی بهینه تحمیلی های محدودیت چوب چهار میان در حرارتی مبدل. شود

مکانیکی - طراحی3

و حمل هنگام به ، پایدار شرایط تحت حرارتی مبدل اینکه تضمین برای سیستم مدت دراز یا موقت کردن خاموش و اندازی راه هنگام به ، نقل

را خود شرایط ، کند می کار که مدتی طول در بار نیمه شرایط تحت از مرکب شود. مبدل انجام مکانیکی طراحی است الزم ، کند حفظ آن در حرارت انتقال که ماتریسی یا ) هسته حرارتی تبادل های المان ، ،شیرها هدرها )نظیر سیال کننده توزیع های المان ( و افتد می اتفاق

( است. ها بند آب ، ها لوله ، خروجی و ورودی های نازل ، ها مخزن شود. انجام ها المان تک تک برای باید ساختاری و مکانیکی طراحی ساختاری طراحی که شود سپرده خاطر به نکته این است الزم همچنین

است. برخوردار ای ویژه اهمیت از حرارتی مبدل می طراحی نیاز مورد های ساختار استحکام برای گرمایی مبدل هسته

خورندگی فشار، ، دما همچون عواملی باید ساختار طراحی شود. برای شود. داده قرار نظر مد سازنده مواد با سیاالت شیمیایی واکنش یا

ضخامت تعیین برای فشاری و حرارتی تنش به مربوط محاسبات32

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

لوله صفحه و پوسته ، صفحه ، پره نظیر ها مبدل در مهم های قسمت روش و مواد صحیح انتخاب برای راه . یک گیرد قرار توجه مورد باید کاری( برنج و کردن پرچ کاری، لحیم کاری، جوش ) نظیر اتصال های گرفتگی جرم و خوردگی ، سیاالت نوع ، فشار ، دما به که است این

شود. توجه موارد سایر و طراحی عمر طول ، احتمالی به لوله اتصاالت برای باید اتصال صحیح های تکنیک از مشابه طور به

گسترش؛ اتصاالت ، لوله صفحه به لوله اتصاالت (، شیرها ) سر هدرها قبل معموال اتصال های شیوه نمود. این استفاده موارد سایر و ها فلنج

هم مرحله این شوند. در می انتخاب هیدرولیک و حرارتی آنالیز انجام از. داشت کافی دقت دستگاه کارکردی مسائل به نسبت باید

طول و مانایی تا شوند انجام باید هم خستگی محاسبات و حرارتی تنش با خاموشی دوره و اندازی راه زمان مدت برای حرارتی مبدل عمر

کمتر که کاری مسائل از برخی گذشته، این گردد. از محاسبه تخمینگیرند. قرار دقیق مالحظه مورد باید رسند می نظر به بدیهی

های لرزش تا شود انجام الزم های چک و بررسی است الزم همچنین بروز موجب ها لرزش این چون برسد، حداقل به سیال جریان از ناشی شوند. می مشابه موارد و خوردگی خستگی، همچون هایی پدیده

جرم و خوردگی ، فرسودگی تا گردد چک باید هم سیال جریان سرعت به زیادی توجه است الزم هم مرحله این برسد. در حداقل به گرفتگی شود. اقدام آنها حذف به نسبت وجود صورت در و شود کارکرد مسائل

نمود. اشاره ناپایداری و یخزدگی به توان می مسائل این جمله از ، ذخیره مخازن سرشیرها، )شامل سیال توزیع ابزارهای صحیح طراحی

بر عالوه باید ( هم خروجی و ورودی های لوله و ها نازل مانیفولدها، از هیچکدام که شود ایجاد تضمین این تا گیرد انجام حرارتی مبدل هسته

33

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

به حرارتی مبدل کارکرد مدت طول در خستگی و خوردگی مواردشوند. نمی محسوب خاص مشکل یک عنوان یا باز محیط یا اتاق در سقف ، زمین روی بر توان می را حرارتی مبدل

نمود. نصب ها همؤلف و ها قسمت سایر کنار در سیستم روی بر پایه صحیح طراحی به نیازمند حرارتی های مبدل در ساختاری پشتیبانی

ایجاد تضمین این تا است مناسب های قسمت سایر و متعلقات ، ها خستگی و تحمیلی بارهای و لرزش بخاطر ایرادی هیچگونه که شودشود. نمی ایجاد

به مربوط ضروریات به بسیاری توجه باید مکانیکی طراحی در و مجدد دهی سرویس و تعمیرات ، کاری تمیز همچون نگهداری همانند هم نقل و حمل به مربوط های نمود. محدودیت کلی بازرسی

شوند. داده قرار توجه مورد باید کلی اندازه و کشوری استانی، محلی، کدهای و استانداردها با باید حرارتی مبدل هر ASME فشار تحت مخازن کد ،TEMA استاندارد ) همچون المللی بین

ای گونه به مکانیکی طراحی باید و باشد داشته ( همخوانی غیره و باشیم. شاهد آن برای را حرارتی عملکرد بهترین تا گیرد انجام مطلوب

کدها تا هستند ساختاری طراحی به نیازمند ویژه به حرارتی های مبدل در : کار کنند برآورده زیر شرایط از چندتا یا یک برای را واستانداردها

های سیکل توجه قابل تعداد باال(، بسیار دمای و )فشار سخت شرایط برای ویژه کاربرد ، زلزله معیارهای طراحی، مدت طول در دما و فشار به دیگر موارد و تعویض و تعمیر ، ویژه های تست انجام که هایی محل

خستگی حرارتی، تنش شامل ساختاری طراحی نیست؛ مقدور آسانیشود. محاسبه حرارتی مبدل عمر طول تا است خزش آنالیز و

34

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

طراحی از قبل باید را مکانیکی طراحی های جنبه از برخی چند هر های مبدل از برخی در مشترک کار یک داد، قرار نظر مد حرارتی این به شود اقدام ها مبدل طراحی به نسبت ابتدا که است این حرارتی طراحی بعد و گردند برآورده حرارتی و هیدرولیکی ضروریات که منظور

اینکه تا شود انجام الزم تکرارهای و شود چک ساختاری طراحی نظر از برآورده هم با ساختاری طراحی و هیدرولیک و حرارتی ضروریات

اندازه همان به حرارتی های مبدل مکانیکی طراحی گردند. بنابراین تحلیلی چیز همه چون است؛ آن از تر مشکل و مهم حرارتی طراحی کند. تکیه خویش عملکرد و آزمایشات تجارب، بر باید فرد و نیست

مورد همزمان صورت به باید مکانیکی طراحی معیارهای از بسیاریشوند. داده قرار توجه

بهینه حل راه چندین است، شده داده نشان1شکل در که همانگونه قرار دسترس در حرارتی و مکانیکی های طراحی تکمیل از بعد شده گوناگون عوامل کردن سنگین سبک و سنجش از بعد گیرند. طراح می

سرانجام ها، هزینه تخمین و تولید مالحظات دادن قرار نظر مد و هم، لوله و پوسته های مبدل مورد کند. در می انتخاب را گزینه بهترین

مربوط مکانیکی طراحی بهTEMA استانداردهای جزئیات که آنجا از انجام مکانیکی طراحی اتمام از قبل ها مبدل گذاری قیمت لذا ، است

شود. می انجام آن از بعد نهایی های طرح و شود می

ها هزینه تخمین و تولید به مربوط - مالحظات4

35

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

ای شده بهینه های حل راه آن برای ها هزینه تخمین و تولید مالحظات و مکانیکی طراحی مالحظات به مربوط که شوند می گرفته نظر در

هستند. حرارتی

ساخت و تولید الف- مالحظات

تجهیزات به مربوط مالحظات به توان می را تولید و ساخت تمالحظا معیارهای ها آن کنار در و کرد بندی تقسیم پردازش مالحظات و تولید طراحی بر که تجهیزاتی داد. مالحظات قرار نظر مد هم را دیگر کیفی

ابزارهای برابر در کار ابزارهای : انتخاب از عبارتند گذارند می تأثیر هم ها، ماشین ، ابزارها ، ها قالب های محدودیت و پذیری دسترس در ، نو

تولید ، اند شده واقع آنجا در تولید کارخانجات که هایی مکان و ها کوره سرمایه کاالهای برای بودجه تامین و ها سیستم خاموشی زمان برابر در

ای. اینکه به مربوط از: مالحظات عبارتند هم پردازش به مربوط مالحظات

نهایتا و شوند می ساخته حرارتی مبدل های مؤلفه و قطعات چگونه های تلرانس در قطعات تک تک تولید شامل خود شوند. این می سوار

مبدلها کردن انبار قطعات، : روند از است عبارت و است شده مشخص مکانیکی گسترش یا جوشکاری کاری، لحیم های، کاری برنج نهایتا و

کردن سوار و نشت از عاری اتصاالت ، گرما انتقال سطوح یا ها لوله برگشت و زانوها ها(، راهه )چند مانیفولدها ذخیره، مخازن شیرها، سر

نشتی، تست مبدلها، نظافت و شستشو ها، لوله کردن سوار ها، دهنده تنها . نه ساختاری پشتیبانی و سیستم روی بر ها مبدل کردن سوار

مورد امروزه ، پردازش به مربوط مالحظات کل بلکه تولید تجهیزات جدید طراحی یک است قرار که زمانی بویژه – گیرند می قرار ارزیابی

36

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

تاریخ شامل ارزیابی معیارهای شود. سایر رونمایی حرارتی مبدل از می رقبا قوت نقاط تخمین و کمپانی مشی خط کار، حجم تحویل،باشند.

هزینه ب- برآورد

گویند می هم سیستم عمر طول های هزینه آنها به که کلی های هزینه سرمایه های هزینه عنوان تحت تواند می حرارتی مبدل با همراه

فرسوده و دفع به مربوط های هزینه هم گاهی و کارکرد نصب، گذاری، نصب )کامال گذاری سرمایه به مربوط های . هزینه باشد سیستم کردن

هزینه از )اعم تولید مصالح، تهیه طراحی، های هزینه شده( شامل و نصب نقل، و حمل تست، (، کلی های هزینه و کارگر آالت، ماشین

مبدلها از برخی مورد در سایت یک در مبدل باشد. نصب می استهالک لوله و پوسته گرهای مبادله برخی هزینه با که شود می زیاد آنقدر گاهی

به مربوط برق های هزینه شامل کارکردی های کند. هزینه می برابری و تعمیر و نگهداری و ضمانت و بیمه های هزینه سیال، پمپ اندازی راه های هزینه و مصرفی برق های هزینه و خرابی خاطر به تولید شدن کم باشد. تخمین می سیستم شدن خراب صورت در مجدد اندازی راه

همان در توان می را برخی ولی است سخت خیلی ها هزینه برخیداد. انجام طراحی مرحله

کردن سنگین و سبک برای الزم - فاکتورهای5

37

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

حرارتی، و مکانیکی تولید، طراحی مالحظات دقیق ارزیابی از بعد انجام شد، عنوان فوق در که صورتی همان به باید ها هزینه تخمین

گیریم می قرار ای مرحله در ما شده یاد اقدامات از بعد گردد. اکنون انجام فاکتورها کردن سنگین و سبک اساس بر را ارزیابی توانیم می که

مربوط های هزینه و وزن دادن قرار نظر مد با تواند می کار دهیم. این هزینه نشتی، میزان کلی، اندازه گرما، انتقال عملکرد فشار، افت به

و خستگی و خوردگی برابر در حرارتی مبدل عمر طول برای اولیه های به مربوط کردن سنگین و سبک شود. عوامل انجام مشابه موارد

همه دادن قرار نظر مد و مسئله مشخصات شامل هم فیزیکی ورودی شود. آنالیز می انجام کاری شرایط جمله از تحمیلی های محدودیت

دوم قانون و اقتصادی مالحظات و شرایط شامل کردن سنگین و سبکباشد. می حرارتی مبدل طراحی مورد در ترمودینامیک

باشد، ترمودینامیک سیکل یا سیستم از مؤلفه یک تنها حرارتی مبدل اگر که منظور این به برسیم به تا گیرد انجام باید سیستم بهینه طراحی

موردی چنین یک برسند. در حداقل به موارد سایر و ها هزینه تجهیزات، و شود می بندی فرمول دیگر بار برای حرارتی مبدل طراحی مسئله ،

فاکتورهای هم سرانجام و شود می انجام بهینه طراحی از بعد کار اینشوند. می اعمال کردن سنگین و سبک

بهینه - طراحی6

38

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

که است بهینه طراحی یک ، کیفی و کمی آنالیزهای نهایی خروجی در هندسی هسته یا سطح تعداد به ) بسته طراحی مورد چندین میتوان

. کرد عرضه مشتری ( به شده گرفته نظر

مالحظات - سایر7

می این ، شود شامل را جدیدی طراحی مشخصات حرارتی مبدل اگر باشد قرار اگر یا باشد سیستم از ای کننده تعیین و مهم بخش یک تواند انجام آن روی بر الزم های تست آزمایشگاه در که اولیه طرح و مدل زیر های آیتم مورد در است الزم برسد، انبوه تولید به است؛ شده

و فشار افت سیستم، گرمایی شود: انتقال جلب کافی اطمینان نظر در آن از بخشی یا سیستم کل از ای مؤلفه عنوان به که آن عملکرد

دمایی، سیکل خستگی، نظیر هایی ویژگی شود، می گرفتهفشار. حد نیز و فرسایش های ویژگی و خوردگی

مبeeدل طeeراحی و سeeازی ) شبیهHTFS افزار نرم( حرارتی های

HTFS مجموعه افزارهاي نرم تجهيزات انواع طراحي براي عمدتا39

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

افزار نرم تعدادي از مجموعه روند. اين مي كار به حرارت انتقال شده تشكيل دهند مي پوشش را زير فني هاي زمينه كه قدرتمند

: است لوله و پوسته حرارتي مبدلهاي - هوايي هاي كننده خنك -

اي صفحه حرارتي مبدلهاي- دار پره اي صفحه حرارتي مبدلهاي - حرارت بازيافت و مطبوع تهويه براي حرارتي مبدلهاي -

نيروگاهي حرارتي مبدلهاي- ها كوره -

: از عبارتند گيرند مي قرار مجموعه اين در كه افزارهايي نرم

TASC، راحيeeرارتي طeeرد بررسي ، حeeبيه و عملكeeش لوله و پوسته مبدلهاي سازي

خصوص در مهندسي محاسبات براي جامع و توانمند یافزار نرم و گرمايش در جمله از است لوله و پوسته مبدلهاي مختلف كاربردهاي با همراه يا ساده كندانسورهاي در ميعان ، فاز تغيير بدون سرمايش

،(sub cooling) سازي فراسرد ، (desuper heating) زدايي خشكي

40

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

نوع از هاي كننده تبخير و آورها جوش جزئي، چند كندانسورهايfalling-film كاربرددارد.

دوطرفه تبادل و HYSYS ساز شبيه برنامه به افزار نرم اين اتصال. است آن برجسته هاي ويژگي از ، فعال و زنده صورت به اطالعات

FIHR، مايع و گاز سوخت با ها كوره سازي شبيه

در فشار افت و حرارت انتقال سازي شبيه براي توانا زاريفا نرم لحاظ ميكنند. از كار گاز يا مايع سوخت با كه است هايي كوره

جعبه يا اي استوانه هاي محفظه شامل متنوعي هاي حالت هندسي مجهز و مركزي يا افقي ، عمودي هاي لوله حاوي و دوقلو يا تكي ، اي شبيه قابل همگي ، احتراق از حاصل گازهاي گردشي يا باز سيستم به

فازي دو يا فاز تك ورودي جريانهاي نيز فرايندي نظر است. از سازي ، كوره كنوكسيوني قسمت هستند. در قبول قابل گذر بار چند با

پره يا ساده هاي لوله با مجزا صورت به لوله دسته9 نصب امكان هاي بانك و سازها شبيه به برنامه دارد. اين وجود دار شمع يا دار

قالب رد FIHR شود. خروجي مي متصل فيزيكي خواص اطالعاتي.است ها كوره نقشه با همراه و API استاندارد

MUSE، دار پره ای صفحه مبدلهاي سازي شبيه

در كه دار پره ای صفحه مبدلهاي انواع تواند مي افزار نرم اين روند مي كار به پتروشيمي و گاز ، نفت صنايع و هوا اجزاي جداسازي

و فاز تك فرايندي جريان15 تا تواند مي MUSE .كند سازي شبيه را

41

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

نوع هر نيز هندسي لحاظ كند. از بررسي را ميعان يا جوشش حال در و ترموسيفون آورهاي جوش مانند خروجي و ورودي نقاط پيچيدگي. تاس قبول قابل آن در متقاطع جريان با مبدلهاي

TICP، حرارتي عايقكاري محاسبه

ميشود. اين استفاده بندي عايق انواع سازي شبيه در افزار نرم اين از

عايقهاي خصوصيات و ازاستانداردها اي مجموعه جامع افزار نرم

تعيين مانند محاسبات انواع تواند مي و است متعارف مختلف

و حرارتي خواص ارزيابي ، دما پروفيل محاسبه ، یقعا بهينه ضخامت

. دهد انجام را ها هزينه برآورد

PIPE، ،راحيeeني پيش طeeرد بررسي و بيeeعملك لوله خطوط

خطوط سيستم عملكرد توان مي ، افزار نرم اين از گيري بهره با شبيه يكنواخت حالت در را فازي دو يا فاز تك سياالت حاوي لوله

يا كاهش ، زانويي مانند اتصاالت انواع ، ها لوله بر كرد. افزون سازي اي دروازه و كروي اي، پروانه ، توپي شيرهاي قطر، ناگهاني افزايش

نتوایم ار فشار افت نامشخص عامل نوع هر و ها روزنه و اريفيس ،. كرد مدلسازي PIPE افزار نرم در

42

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

ACOL، رارتي مبدلهاي طراحي و سازي شبيهeeح هواخنك

هواخنك حرارتي مبدلهاي سازي شبيه براي توان مي افزار نرم اين از

سرماسازي ، مطبوع تهويه و تاسيسات ، حرارت بازيافت واحدهاي ،

هاي تلكرد. حا استفاده اي مرحله ميان هاي كننده خنك و تبريد و

هوا ( جريان پنكه بدون ) آزاد و القايي ، اجباري جريان مانند مختلفي

با متقاطع قسمت در سرمايش يا گرمايش حالت در گاز نوع هر يا

در ميعان يا جوشش ، فاز تك مانند مختلفي هاي حالت و ها لوله

است. بررسي قابل ها لوله طرف

به هواخنك فرآيندي مبدلهاي طراحي در HTFS اختصاصي روش گذر است. نوع شده گنجانده ACOL در اي محاوره و تصويري صورت

نيز را ها لوله و گرفت نظر در پيچيده يا ساده توان مي را ها لوله نرم به برنامه كرد. اين انتخاب دار پرده يا ساده نوع از ميتوان

خواص هاي داده هاي بانك و سازها شبيه ، ها پنكه انتخاب افزارهاي در و شود مي متصل فيزيكي .كند مي ارائه را API نوع اطالعاتي هاي برگه خروجي

FRAN، بيه و بررسيeeeeازي شeeeeدلهاي سeeeeمب نيروگاهي

43

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

كه لوله و پوسته مبدلهاي عملكرد سازي شبيه براي افزار نرم اين از مي استفاده روند مي كار به بخار ديگ تغذيه آب كردن گرم براي

فشارهاي با ها توربين مختلف مراحل بخار كننده گرم شود. جريانهاي مورد حرارتي بررسي،سطح حالت، هستند. در چگاليده بخار و مختلف

شود. مي محاسبه مبدل قسمت هر در مشخص شرايط ازاي به نياز تعداد مانند جزئياتي با سازي شبيه و بررسي امكان افزار نرم اين در

عمودي ، خروجي آب كن خنك قسمت نوع ها، گرمكن درون مناطق قسمت جزئيات كلگي، نوع ها، لوله گذر تعداد مبدل، بودن افقي يا

بسياري و ها لوله چيدن الگوي ،(desuper heating) زدائي خشكي براي اي حرفه افزاري نرم ترتيب بدين و آمده فراهم ديگر جزئيات

توانايي ديگر از ارتعاش ارزيابي شود. توانايي مي محسوب كار اين در كامل طور به بخار و آب است. خصوصيات افزار نرم اين هاي

.شود مي محاسبه افزار نرم درون

TASC، ازي شبيه و بررسي ، حرارتي طراحيeeس لوله و پوسته حرارتي مبدلهاي

عمليات و تجهيزات طراحي در بيشتري اطمينانTASC انتخاب با استفادهHTFS اختصاصي ها روش از افزار نرم اين . دردارد وجود است. استوار تحقيق و تجربه سال30 از بيش مبناي بر كه است شده

44

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

ها توانايي

TASCگيرد مي قرار استفاده مورد مختلف روش چهار به :

طراحي ( Design )-هزينه يا سطح مبناي بر حرارتي طراحي ابعادي. هاي محدوديت و فرآيندي مشخص شرايط با بهينه

بررسي ( Checking )-موجود، مبدل آيا كه مطلب اين بررسي و ورودي خاص شرايط گرفتن نظر در با را نياز مورد حرارتي بار

سطح نسبت حالت، اين خير. در يا كند مي برآورده خروجيشود. مي محاسبه نياز مورد حرارتي سطح به موجود حرارتي

سازي شبيه ( Simulation محاسبه - ) كاركرد و خروجي شرايط ورودي. شرايط براساس مبدل

ترموسيفون ( Thermosiphon )-ریبویلر عملكرد محاسبه افت و گردش در جريان ميزان افقي، يا عمودي ترموسیفون

خروجي. و ورودي هاي لوله در فشار

فرآيند در كاربرد

TASCيا جزئي تك مانند مختلفي هاي حالت در را فرايندي جريانهاي حال در مايعات ، فازي تك گازهاي يا مايعات شامل اجزا از مخلوطي

غيرقابل گازهاي بدون يا )همراه ميعان حال در بخارهاي ، جوش مايع فاز ، اشباع بخار ، گرم فوق )بخار فيزيكي حالت هر در( ميعان TASC كه معناست بدان قابليت پذيرد. اين سرد( مي فوق يا اشباع

گاز، ، نفت محدوده در كه است هايي شركت مشترك و عام ابزار45

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

به افزار نرم دارند. اين فعاليت مبدل ساخت و نيروگاهي ، پتروشيمي: گيرد مي قرار استفاده مورد ها زمينه اين در گسترده طور

با كندانسورها Desuper heatingو Cooling.جزئي چند جريانهاي با اي پاره كندانسورهاي (Multi component

partial condenser .)

كندانسورها

نوع از آورنده جوش Kettle .

هاي كننده تبخير Falling film .

فاز چند پوسته، چند هاي مجموعه Feed-effluent

ترموسیفون نوع از هاي آورنده جوش

ها توانايي و فني مشخصات

فرم به اطالعاتي هاي برگه ارائه و مبدل از نمايي نمايش به اطالعات ورود خروجي. قابليت اطالعات با TEMA استاندارد

TEMA اطالعاتي جداول فرمميعان و جوش حال در ، فازي : تك جريان نوع .

صورت به پوسته12 تا ، موازي – سري مبدلهاي قبول قابليت موازي. صورت به تعداد هر و سري

نوع هاي پوسته X,K, J, H, G, F, Eاستاندارد طبق TEMA .

46

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

نوع از اي لوله چند و اي لوله دو هاي مبدل Hairpin .

عمودي. يا افقي واحدهاي

كوتاه. پره يا ساده هاي لوله

كوتاه. پره هاي لوله براي ها داده پايگاه داشتن

روزنه در لوله بدون ، اي تكه دو يا يك بافل ( no tubes in

windows ،) بافل بدون هاي مبدل و اي ميله هاي تيغه.

هاي آورنده جوش براي جريان پايداري ارتعاش، تحليل و تجزيه ترموسیفون نوع

سيستم در ورودي اطالعات دادن SI، انگليسي يا متريك

فرايندي سازي شبيه افزار نرم به طرفه دو و كامل اتصال HYSYS .

فرايندي سازي شبيه افزارهاي نرم با ارتباط قابليت HYSIMو ASPEN-PLUS .

فرمت با هاي فايل توليد DXF، افزارهاي نرم در استفاده براي . AutoCAD نظير كاربردي گرافيكي

مبناي بر تغيير قابليت با هزينه محاسبه براي افزاري نرم بسته نظر. مورد كار نيروي و مواد هزينه

فيزيكي خواص47

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

منظور TASC محاسبات در كامل طور به فشار و دما با خواص تغيير كرده مشخص را سيال فيزيكي خواص تواند مي گردد. كاربر مي

تعيين افزاري نرم بسته يا فرايندي افزاري نرم بسته از را آن يا از خودTASC دهد اجازه يا و دهد برنامه به و استخراج خواص،نمايد. محاسبه را خواص اين شده داده مخلوط تركيبات

جريان از ناشي ارتعاش بررسي

بروز باعث است ممكن لوله و پوسته حرارتي هاي مبدل در ارتعاش ) جريان ميزان كاهش دليل به توليد كاهش ، حاد عملياتي مشكالت

دليل به عملياتي زمان كاهش ( و ارتعاش از جستن دوري براي مبناي بر و دقيق طور بهTASCگردد. ، آمده وجود به سنگين خسارات

احتمالي ارتعاش به مربوط مسائل ، معتبر و شده امتحان هاي روش شناسايي را پوسته سمت فازي دو يا ، مايع گازي هاي جريان از ناشي

. كند مي

خروجي

محيط در كار راحتي و پذيري انعطاف قابليت از ، TASC خروجي در تفصيلي مشخصات و هندسي شكل تحليل و تجزيه براي افزار نرم این

تمركز توانايي و گرافيكي است. محيط گرديده استفاده مبدل كاركرد گرافيكي تحليل و تجزيه توانايي افزايش باعث افزار نرم در موجود

48

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

در موجود هاي نظمي بي دقيق بررسي قابليت و خروجي اطالعات: شاملTASC گردد. خروجي مي عملكردي اطالعات

در بهينه طرح تفصيلي اطالعات( حالت Designيا ) موجود طرح هاي وزن جمله ( از Checking ياSimulation هاي حالت )در

( Design حالت )در ديگر ممكن هاي طرح جدول و مبدل تقريبياستاندارد طبق بر اطالعاتي برگه TEMAتفصيلي اطالعات با

مبدل.

مبدل. هندسي جزئيات نقشه

جريان توزيع لوله، و پوسته در فشار افت مورد در جامع اطالعات متصل. هم به هاي پوسته بين شرايط و پوسته در

حالت )در مبدل طول در حرارت انتقال ضريب و دما تغيير Simulationيا Checkingتفصيل. به لوله فلز دماي ( شامل

آن. داليل شناسايي مراهه به ارتعاش تحليل و تجزيه

فرمت با هاي فايل DXFگرافيكي هاي برنامه در استفاده براي كاربردي.

هاي فايل INTOUTساير و ها داده پايگاه با خودكار ارتباط براي . كاربردي هاي برنامه

افزار نرم براي ها داده ورودي فايل OPTU.

49

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

ACOL، رارتي مبدلهاي طراحي و سازي شبيهeeح هواخنك

، كاربران هاي خواسته به رسيدن براي سازي شبيه حالت شش: دهد مي ارائه مهندسان و سازندگان

ها لوله قسمت خروجي جريان دماي

ها لوله قسمت ورودي جريان دماي

خاموش ها پنكه “ حالت براي طبيعي كنوكسيون عملكرد “

50

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

ها لوله قسمت جريان مقدار

ازاي ها( به لوله با متقاطع) مبدل ديگر طرف جريان مقدار لوله قسمت جريان شده مشخص شرايط

ها لوله قسمت گيري جرم ضريب

طراحي

مبدلهاي طراحي درACOL اي محاوره تصويري فرد به منحصر روش عمل در روش است. اينHTFS هميشگي شيوه ، خنك هوا حرارتي به عملياتي واحد وضعيت و تركيب بهينه شرايط به دستيابي امكان تعدادACOL آورد. برنامه مي فراهم را مشخص حرارتي بار ازاي محاسبه الزم هواي جريان مقدار عالوه به را ها پنكه و ها لوله دسته

عملي همگي كه مختلفي هاي گزينه و ها طرح مسير اين كند. در مي بررسي مورد است شده رعايت آنها در فرآيند هاي محدوديت و بوده نتايج خالصه تا كافيست موس كوچك اشاره گيرند. يك مي قرار

و طولACOL پيشرفته طراحي روش شود. در داده نشان طراحي هاي طراحي جداول و ها پنكه بهينه اندازه ، طراح نظر مورد عرض

توان مي تفصيلي سازي شبيه با شود. سپس مي تعيين جايگزينكرد. تصحيح را واحد اوليه خالصه هاي طراحي خطاي

فرآيند در كاربرد

51

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

يا گرم فازي دو يا فاز تك تواند مي ها لوله قسمت در فرايند جريان )با مخلوطي هر و نيست منفرد مواد به محدود باشد. محاسبات سرد

بخار خشك، )بخار شرايطي هر آن( در بدون يا ميعان غيرقابل گازهاي برد. كار به توان مي ( را سرد مادون يا اشباع مايع فاز، دو اشباع، تواند مي ( است متقاطع حالت به مربوط كه ) X-side هاي جريان انعطاف قابليت باشد. اين گازها از مخلوطي يا مرطوب يا خشك هواي و پتروشيمي شيميايي، گاز، نفت، صنايع درACOL مداوم كاربرد زمينهآورد. مي فراهم را انرژي

توانايي و فني مشخصات

كاربرد انواع

، حرارت بازيافت ( ،ACHE) شوند مي خنك هوا با كه حرارتي مبدلهاي Charge Cooler ، مطبوع تهويه

ها لوله انواع

پره ( ، Serrated Fin ) دار دندانه پره ، كوتاه پره ، بلند پره ، سادهاي صفحه

52

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

High fin انواع

Extruded, L, Gدوفلزي Shoulder grooved , (bi-metalic)

كلگي انواع

U-tube, Manifold, D, Cover Plate, Plug, Box

گذر تعداد

به گذرها تنظيم و چيدن پيچيده. امكان يا ساده آرايش با عدد50 تا تصويري صورت

لوله دسته اندازه

در bay چندين وbay هر در گانه چند هاي لوله دسته با رديف100 تا2 unit هر

هوا جريان نوع

پنكه( )بدون آزاد ، القايي اجباري،

فرآيندي جريان طرف

جوشيدن يا ميعان فاز، تك سرمايش و گرمايش

ها لوله طرف در حرارت انتقال تقويت

ضرايب (، twisted tapes ) پيچان نوار ، گذر هر ازاي به شده مشخصتقويت

53

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

X-sideمتقاطع( )جريان

جزئي، چند گازي زدايي(،مخلوط )رطوبت تر هواي خشك، هواي مي نيز را اختصاصي سطوح عملكرد درورودي، سرعت و دما پروفيل

كرد. مشخص توان

فيزيكي خواص

جزئي چند هاي مخلوط و خالص مواد

داخلي داده بانكهاي

خواص و كاربر خاص مواد هاي داده بانك ماده،40 با ها داده بانك X-side براي كاربر خاص بانك جريان،

مخصوص هاي واسطه

فايل طريق از PPDS2 , ASPENPLUS, HYSYS, HYSIM هاي برنامه مواد خواص اطالعاتي بانك ، CF-P20 پنكه انتخاب برنامه ،PSF هاي

DIPPR

گيري جرم

تابعي عنوان به لوله قسمت در گيري جرم مقدار يا استاندارد مقاومت شماره از تابعي عنوان بهX-side طول، يا فاز ، كيفيت دما، سرعت، از

ها لوله رديف

خروجي نتايج54

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

ACOLتمامي دادن نشان براي ویندوز محيط هاي قابليت و توان از گسترده صورت به منحني كند. ترسيم مي استفاده مبدل مشخصات

است. شده گرفته كار به خروجي اطالعات تحليل و تجزيه براياست: زير موارد شاملACOL خروجي

مبدل هيدروليكي – حرارتي عملكرد خالصه

شامل نتايج جزئيات :

oها دهانه فشار افت و ها لوله با متقاطع طرف لوله، طرف

oمبدل در آمده بدست نتايج و جريان شرايط هاي منحني

اطالعاتي برگه APIخودكار صورت به مبدل جزئيات ورودي با

نوع از واحدهاي براي حرارتي مبدل آرايه API

شامل متني خروجي

oوزن تخمين شامل هيدروليكي – حرارتي عملكرد خالصه

oكلگي جانمايي نمودار

oمتقاطع طرف و لوله طرف در فشار افت جامع اطالعات

oشده محاسبه حرارتي بار و جريان خواص هاي منحني برنامه به شده ضميمه يا برنامه توسط

oطول در آن عملكرد و فرآيند شرايط جزئيات با جداول طول در نقطه20 براي X-side و لوله قسمت در مبدل رديف يا گذر هر در لوله

55

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

oنصب X-sideهاي داده و Fan noise

هاي فايل INTOUTو اطالعاتي هاي بانك با خودكار ارتباط براي . كاربردي اي برنامه ساير

PIPESYS، لوله خطوط سازي شبيه

مختلف اقليمي شرايط تحت زمين گوناگون عوارض از لوله خطوط صورت مطلوب بنحو زماني شرايط اين در سيال كنند. انتقال مي عبور عواملي گرفتن نظر در با و درستي به لوله خط اندازه كه گيرد مي

نصب لوازم و تجهيزات و شده تعيين حرارت اتالف و فشار افت مانند آن با اتصاالت و ها كن گرم كمپرسورها، مانند خط داخل در شده

باشد. متناسب

اندازه دقيق طراحي لوله، خطوط شبكه محاسبات پيچيدگي به توجه با فشار افت محاسبه خطاي جبران براي رسد. معموال مي بنظر مشكل

هاي جريان شود. در مي انتخاب بزرگتري اندازه با لوله طراحي، در ملزومات افزايش بيشتر، فشار و دما افت باعث مسئله اين فازي چند

56

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

دقيق شد. مدلسازي خواهد لوله بيشتر خوردگي و مايع انتقال براي با لوله خط سيستم آن نتيجه و كرده جلوگيري مسائل اين از سيال هاي دانسته مجموعه از توان مي كار اين است. براي تري صرفه

شبيه براي افزار نرم قالب در فازي چند و فاز تك جريان تكنولوژي با PIPESYSكرد. استفاده لوله خطوط در جريان موثر و دقيق سازي چنين لوله خطوط هيدروليك دقيق مدلسازي در فراوان هاي قابليت

نرم از جزئي صورت به نصب از پسPIPESYSاست. افزاري نرم داده بانك مانند افزار نرم اين هاي قابليت به و درآمدهHYSYS افزاردارد. دسترسي سيال خواص و مواد هاي

وآزمايش لوله خط ساخت براي كه خط داخل تجهيزات از اي مجموعه آن كمك به و است شده بيني پيشPIPESYS در روند مي كار به آن

سطح مختلف ارتفاعات و ها محيط در كه را اي لوله خطوط توان ميكرد. مدلسازي اند شده كشيده زمين

ها توانایی و امکانات

فاز. چند و فاز تك هاي جريان تفصيلي و دقيق مدلسازياز كه اي لوله خطوط براي فشار و دما پروفيل جزئيات محاسبه

دريايي قاره فالت در چه و خشكي در چه ناهموار، هاي زمينكنند. مي عبور

اثرات برعكس. مدلسازي يا انتها به خط ابتداي از فشار محاسبه تلمبه و گاز فشار تقويت هاي ايستگاه مانند خط داخل تجهيزات

شيراالت شامل اتصاالت و رگالتورها كن، خنك كن، گرم ها، خانهزانويي. و

57

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

شامل ويژه هاي تحليل و تجزيه اجراي :

oتوپك ارسال از حاصل مايع لخته بيني پيش (Pig )

oسايش براي سرعت حد بيني پيش

oهاي لوله در آن آثار و سازي لخته حاد هاي حالت ارزيابي افقي و عمودي

وابستگي مورد در گيري تصميم جهت حساسيت تحليل محاسبات پارامتر هر به سيستم رفتار

محاسبات كه داخلي كننده بهينه با موثر و سريع محاسبات اجراي كند. مي تسريع چشمگيري طرز به دقت كاهش بدون را

تاثيرات مبناي بر موجود خطوط ظرفيت افزايش امكان مطالعه . اقليمي شرايط و لوله خطوط مواد، تركيب

عنوان به يا تنهايي به خطوط شبكه يا لوله خط يك مدلسازي كمك )به فراورش و آوري جمع كامل تاسيسات از بخشي

HYSYS )

جريان به مربوط محاسباتي هاي مدل و روابط از اي گسترده مجموعه (hold up) مايع سهم جريان، رژيم بيني پيش عمودي، مايل، افقي، هاي

است. روش شده گنجاندهPIPESYS در اصطكاكي فشار افت و اي مالحظه قابل انعطاف قابليت ازPIPESYS در محاسبات اجراي

است. برخوردار

58

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

عمل درPIPESYS كاربرد از هايي نمونه

دو هر محاسبه دما، معين پروفيل براساس فشار پروفيل محاسبه محاسبه لوله، سر يك شرايط براساس دما و فشار پروفيل شرايط تعيين براي آن برخالف يا جريان جهت در فشار پروفيل

دست. پايين يا باالدستلوله ابتداي در شرط يك به رسيدن براي مكرر محاسبات اجراي

و باالدست فشار محاسبه مثال لوله انتهاي در ديگري شرط وباالدست. دماي و دست پايين فشار مبناي بر دست پايين دماي

پايين يا باالدست معلوم شرايط با متناظر جريان شدت محاسبه دست.

PIPESYSشبيه ظاهر لحاظ از HYSYSبه دسترسي تا شده طراحي حال عين در و ماهرانه طراحي به نظر شود. اما تسهيل اطالعات

كوتاهي مدت در توان مي نيزHYSYS با آشنايي بدون حتي آن سادهگرفت. خو آن به

Aspen B-jac افزار نرم

، حرارتی طراحی جهت برنامه تعدادی شاملAspen B-jac افزار نرم و حرارتی های مبدل برای ترسیم و ها هزینه برآورده ، مکانیکی طراحیباشد. می فشار تحت مخازن

59

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

: از عبارتند افزار نرم این اصلی های برنامه

Aspen Hetran لوله و پوسته های مبدل حرارتی طراحی

Aspen طراحی و ها هزینه برآورده ، مکانیکی طراحی

Teams لوله و پوسته حرارتی های مبدل ترسیمی

Aspen اکونومایزر مبدلهای ، هوایی کولرهای حرارتی طراحی

Aerotran

ها کوره جایی جابه بخش و ها کوره خروجی

های برنامه پشتیبانی برای برنامه تعدادی اصلی های برنامه بر عالوه: از عبارتند که دارند وجود طراحی

Props فیزیکی و شیمیایی خواص اطالعات بانک

Props برای شخصی اطالعات بانک ساختن برای ای برنامه

Priprops

Metals مواد خواص اطالعات بانک

Metal برای شخصی اطالعات بانک ساختن برای ای برنامه

Primetals 60

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

Ensea لوله صفحه چیدمان برنامهQchex ها هزینه برآورد و تخمین برنامه

ترسیم و طراحی برای گرافیکی کمکی برنامهDraw

مواد پایه اطالعات و کار تداوم برای ای برنامهNewcost

فرض پیش مواد ساختن برای ای برنامهDefmats

Aspen Hetran افزار نرم با آشنایی

شبیه .و ارزیابی ، طراحی برای ای برنامهAspen Hetran افزار نرم انتقال نظیر صنعتی کاربردهای کلیه در لوله و پوسته های مبدل سازی

باشد. می تبخیر و میعان ، فاز تغییر بدون حرارت

بهینه حرارتی مبدل افزار نرم ( ،Design Mode) طراحی حالت - در1 فشار افت های محدوده گرفتن نظر در با و مشخص حرارتی بار با را

61

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

هایی محدودیت دیگر و لوله طول ، پوسته قطر ، سرعت ، مجازنماید. می طراحی ، شده مشخص

مبدل یک کارآیی افزار نرم ( ،Rating Mode) ارزیابی حالت - در2 می بررسی نظر مورد عملیاتی شرایط در ( را شده ) ساخته موجود انتقال سطح آیا که کند می مشخص افزار نرم حالت این کند. در یا سازد می برآورده را اهداف نظر مورد شرایط در موجود حرارت

خیر.

مشخص با افزار نرم ( ،Simulation Mode) سازی شبیه حالت - در3 خروجی های جریان شرایط ، ها ورودی شرایط و مبدل ساختار کردن

کند. می بینی پیش را

می که است وسیعی اطالعاتی بانک دارایAspen Hetran افزار نرم طریق بدین و نموده استفاده فرض پیش عنوان به آن اطالعات از توان

حالت ساخت. برای فراهم را ورودی های داده حداقل با راحی امکان تبخیر یا و ) میعان است خروجی سیال در فاز تغییر با همراه که پیچیده

در ترموفیزیکی خواص و مایع – بخار تعادلی های داده به نیاز برنامه ( ، برآورده را نیاز این توان می طریق دو به که دارد عملیاتی دمای گستره: ساخت

شود وارد طراح توسط مستقیم طور - به1

62

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

محاسبه را بخار و مایع تعادلی های داده خودکار صورت به افزار - نرم2کند

ضخامت کردن مشخص برای اولیه مکانیکی طراحی به قادر افزار نرم به را لوله صفحه ضخامت باشد. همچنین می ها کلگی و پوسته

توسط دقیق مکانیکی طراحی ولی کند می معین تخمینی صورتAspen Hetranبرنامه توسط و نگرفته انجامAspen Teams به - که

پزیرد. می - انجام شد آن واردHetran محیط از توان می راحتی پوشش راTEMA استاندارد های مبدل انواع تمامیHetran افزار نرم راTEMA های مبدل کلیه میتوان آن از استفاده با بنابراین ، دهد می

ISO وANSI ، DIN استاندارهای شامل افزار نرم نمود. این طراحی

هزینه و ساخت هزینه از برآوردیAspen B-jac باشد. برنامه می نیز ، مبدل تولید هزینه برآورد دهد. برنامه می ارائه نیز را طراحی تغییراتنماید. می عملQchex اطالعاتی بانک مشابه

که معنی این به است هوشمند برنامه یکAspen Hetran افزار نرم و کرده فراهم برنامه اجرای حین در را طراحی تغییرات ارزیابی امکان ، نتایج نمایش ، محاسبات ، ورودی های داده کردن وارد در را طراح

نماید. می راهنمایی ، نظر مورد های خروجی پرینیت و طراحی تغییرات

طراحی حالت درHetran افزار نرم کار نحوه

مناسبی ساختارهای جستجوی به طراحی حالت درHetran افزار نرم کند. در فراهم را انتظار مورد عملیاتی شرایط تا پردازد می مبدل برای

63

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

متغیرهای عنوان به هندسی متغیرهای برخی از افزار نرم جستجو این عنوان به افزار نرم آنچه نهایت نماید. در می استفاده گیری تصمیم ساختارهای با ها مبدل از ای مجموعه دهد می ارائه نهائی نتیجه

را نیاز مورد عملیاتی شرایط تواند می آنها از یک هر که است متفاوت به را کم هزینه با مبدلی اتوماتیک طور به افزار ) نرم دهد پوشش طراح وظیفه میان این در (. لذا میدهد گزارش نتایج از یکی عنوان

عنوان به را خاصی مبدل خود مهندسی علم از استفاده با که میباشدکند. انتخاب مبدل بهترین

نظر در هدف تابع عنوان به طراحی در را زیر مواردHetran افزار نرم : گیرد می

نظر مورد حرارتی بار برای کافی حرارت انتقال سطحلوله و پوسته بخش دو در فشار افت محدودیت

معقول و پذیر امکان ابعاد

لوله و پوسته بخش دو برای قبول قابل سیال سرعت دامنه

ساخت عملی های محدودیت

نرم ( ، محدودیت شود گفته است بهتر ) که باال هدف توابع بر عالوه از را مبدل وضعیت همچنین و مبدل ساخت نهایی هزینهHetran افزار ، است کرده ارائه نهایت در که هایی مبدل تمامی برای ، لرزش لحاظ

64

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

نماید. می ( اعالم معایب یا و مزایا ) بصورت نتایج از یکی بعنوان ارائه و انتخاب در افزار نرم که است اهمیت حائز نکته این دانستن

دو است کرده پیشنهاد نظر مورد عملیاتی شرایط برای که هایی مبدلباشد. می طراح عهده بر وظیفه این و ، نداده دخالت را باال فاکتور

بطور که دارد وجود مکانیکی پارامتر30 از بیش مثال عنوان به می تاثیر لوله و پوسته مبدل طراحی روی بر مستقیم غیر و مستقیم

موارد برخی در و دشوار کاری متغیرها این ترکیبی گذارد. بررسی متغیرهای از برخی قبول قابل دامنه این بر است. عالوه ناپذیر امکان

مثال ) برای دارد بستگی ای هزینه و فرآیندی مالحظات به طراحی تنها ، جستجو درHetran افزار نرم (. بنابراین تمیزکاری هزینه و اهمیت

ساخت مالحظات و نگهداری ، عملیات ، فرآیند از که متغیرها برخی از نماید. در می استفاده گیری تصمیم متغیرهای بعنوان ، باشند مستقل

بهینه نحوه ادامه است. در شده آورده مذکور متغیرهای لیست زیرشود. می داده توضیح برنامه توسط گیری تصمیم پارامترهای سازی

پوسته قطر (Shell diameter) بافلها بین فضای (Baffle spacing)

مسیرها آرایش نوع (Pass layout type)

لوله طول (Tube length)

بافلها تعداد (Number of baffles)

شوند گرفته کار به موازی طور باید به که هایی مبدل تعداد ( Exchangers in parallel)

65

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

ها لوله تعداد (Number of tubes)

لوله مسیرهای تعداد (Tube passes)

شود گرفته کار به سری طور به باید که مبدهایی تعداد (Exchangers in series )

پوسته قطر سازی بهینه

باشد. می پوسته قطر ، طراحی حالت در مهم بسیار متغیرهای از یکی تامین برای را الزم قطر کوچکترین ، افزار نرم سازی بهینه برنامه حداکثر و پوسته مجاز فشار افت ، حرارت انتقال نیاز مورد سطح

مینیمم از جستجو کند. محدوده می جستجو پوسته سیال مجاز سرعت یک با قطر ، شرایط نشدن برآورده صورت در و میشود شروع قطریافت. خواهد افزایش معینی گام

ها بافل فاصله سازی بهینه

طوری را ها بافل مرکز به مرکز فاصله مینیمم ، Hetranافزار نرم مجاز سرعت حداکثر و مجاز فشار افت حداکثر آن در که کند می تعیین

موجب پوسته سرعت افزایش با حال عین در و شده رعایت پوسته پوسته سیال سرعت شود. افزایش حرارتی فیلم ضریب افزایش جزء مساله این ولی شد خواهد نیز گرفتگی جرم کاهش موجب

باشد. نمی سازی بهینه متغیرهای

ها بافل تعداد سازی بهینه

66

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

مسیر بین توان می که را هایی بافل تعداد ماکزیمم ،Hetran افزار نرم که آنجا نماید. از می جستجو داد قرار پوسته خروجی و ورودی نازل دو

مشخص مکانیکی طراحی را خروجی و ورودی های نازل دقیق موقعیت چنین هم و ها لوله صفحه ضخامت اولیه تخمین با افزار نرم ، کند می

نماید. می تعیین را ها بافل نیاز مورد تعداد ، ها فلنج رینگ ضخامتباشد. می ها نگهدارنده و ها بافل مجموع ، آمده بدست عدد مقدار

لوله طول سازی بهینه

آن با متناسب ، کند می تغییر پوسته قطر که بار هر طراحی، حالت درگردد. می انتخاب موجود استاندارد با مطابق لوله طول کمترین

لوله گذرهای تعداد سازی بهینه

می تعیین طوری را لوله مسیرهای تعداد ماکزیمم ،Hetran افزار نرم افزایش گردد. با رعایت سرعت حداکثر و مجاز فشار حداکثر که کند

در و یافته افزایش ها لوله بخش در سرعت ، لوله مسیرهای تعداد یابد. ماکزیمم می افزایش ها لوله داخل فیلمی انتقال ضریب نتیجه لوله مسیرهای تعداد لوله خارجی قطر و پوسته قطر از تابعی معموال

لوله بخش سرویس نوع از تابعی تواند می متغیر این هاست. همچنین گذر دو تنهاW نوع کلگی برای مثال عنوان باشد. به عقب کلگی و ها

داخل ، سیال که کندانسورهایی برای همچنین ، شود استفاده باید لولهکرد. استفاده لوله گذر دو از باید حداکثر ، گردد می کندانس لوله

ها لوله تعداد سازی بهینه

67

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

می استفاده لوله صفحه طراحی جهت برنامه یک از ،Hetran برنامه استفاده شود(. با می برده بکار نیزEnsea افزار نرم در برنامه کند) این

آرایش تغییر با برنامه گردد می محاسبه لوله دقیق تعداد برنامه این از صفحه یک در را لوله تعداد بیشترین ، آن آنالیز انجام و لوله مسیرهای

نماید. می طراحی لوله

سری های مبدل سازی بهینه

و شد بیشتر استاندارد مقدار از لوله طول و پوسته قطر که زمانی همگرا جوابی به نتوانست حرارت انتقال سطح بودن کم دلیل به برنامه به سری صورت به مبدل یک برنامه طرف از اتوماتیک بطور ، گردد می انجام زمانی مبدل این از شود. استفاده می افزوده اول مبدل یابد. ( کاهش طراح شده تعیین مقدار به ) یا0.7 زیر بهMTD که شود می سری های پوسته همان سری مبدل از منظور که است ذکر به الزم

باشد.

موازی های مبدل سازی بهینه

و نماید تجاوز خود مقدار ماکزیمم از مبدل پوسته قطر که زمانی حداکثر ولی برسد خود استاندارد طول مینیمم به لوله طول همچنین

68

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

را مبدل خودکار بطور برنامه ، نگردد رعایت انتظار مورد فشار افتنمود. خواهد ( طراحی موازی ) پوسته موازی بطور

نازل محاسبات

نگردد وارد طراح طرف از ورودی عنوان به ها نازل قطر که صورتی در خواهد تعیین را ها نازل قطر ، سرعت ماکزیمم اساس بر برنامه ،

نمود.

سیال سرعت کمترین

دریافت ورودی یک عنوان به را سرعت مینیممHetran برنامه اگرچه سازی بهینه های محدودیت جزء مستقیم بطور ورودی این اما ، کند می

) نه سیال سرعت افزایش با برنامه دیگر سوی گیرد. از نمی قرار بطور فشار افت محدوده ( در بیشتر بافل دادن قرار با مستقیم- مثال سطح کاهش و فیلمی حرارت انتقال ضریب افزایش در سعی ، مجاز مقدار ) یا مینیمم سرعت برای را طراح ورودی ، افزار دارد. نرم مبدل و کرده مقایسه شده محاسبه سرعت ( با مینیمم سرعت فرض پیش

نماید. می چاپ هشدار بعنوان

سیال سرعت بیشترین

بسیار طراح برای لوله و پوسته داخل در مجاز سرعت حداکثر دانستن ، پوسته قسمت برای سیال سرعت ماکزیمم صحیح است. انتخاب مهم

69

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

مکانیکی خستگی و سایش احتمال و کرده جلوگیری مبدل لرزش از سرعت زیر کردن کار لوله بخش برای کاهد. همچنین می را ها لوله

اتصاالت فرسایش کاهش و لوله سایش شدن محدود موجب ماکزیمم عنوان به سرعت ماکزیمم که صورتی میشود. در لوله صفحه به لوله

که فرض پیش مقدار یک ، نگیرد قرار افزار نرم اختیار در ورودیشود. می محاسبه آن برای ، است لوله جنس از مستقل

بر که دارند وجود نیز دیگری متغیرهای ، شد اشاره باال در که همانطور محدودیت و هدف توابع در اما باشند می گذار تاثیر مبدل طراحی روی است طراح مهندس وظیفه این و ندارند نقش مبدل طراحی مدل های این خود شخصی تجربیات و موجود های محدودیت به توجه با که

نرم متغیرها این برای که است ذکر به ) الزم نماید تعیین را متغیرها افزار دارد(. را فرضی پیش مقدار معموال

است طراح عهده بر آنها مورد در گیری تصمیم که دیگر متغیرهای و گام ، عقب کلگی نوع ، لوله خارجی قطر ، پوسته : نوع از عبارتند نوع مبدل، موقعیت تعیین ، لوله نوع ، نازل اندازه ، ها لوله آرایش ضخامت سیال، تخصیص ، بافل برش ، مواد ، بافل نوع ، لوله صفحه لوله دیواره

Aspen Hetran افزار نرم محیط

که دارد وجودResults وInput اصلی شاخه زیر دو ،Hetran شاخه در ،Input شاخه است. در خود به مربوط های شاخه زیر دارای نیز یک هر

70

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

خواهد دریافت طراح از را طراحی جهت نیاز مورد اطالعات افزار نرم: است زیر موارد شامل اطالعات نمود. این

مساله تعریف (Problem Definition) فیزیکی خواص اطالعات (Physical property data)

مبدل ساختار (Exchanger Geometry)

طراحی های داده (Design data)

برنامه تنظیمات (Program Options)

(Problem Definition) مساله تعریف

تعریف گیرد قرار افزار نرم اختیار در است الزم که اطالعاتی اولین شاخه گیرد. در انجام آن برای طراحی است قرار که است ای مساله: گردد می دریافت زیر فرم سه قالب در الزم اطالعات ، مساله تعریف

توضیحات فرم (Description Form) مطالعه مورد سیستم نوع انتخاب فرم (Application options

Form)

فرآیندی های داده فرم (Process data Form)

: باشد می شاخه زیر سه شامل توضیحات فرم

71

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

) مالحظات ( وFluid name) ها جریان نام ( ،Heading) سربرگRemarksمبدل که است اطالعاتی کردن وارد بخش این از (. هدف

محل و نام شامل اطالعات شود. این می شناخته آنها با فرآیند در شماره ، تاریخ ، مبدل به مربوطID ، سرویس مشخصات ، شرکت

Revisionکه باشد می لوله و پوسته بخش سیال نام و در معموال این در شود. همچنین می ( نوشتهData sheet ) ها داده برگ باالی باید که دارد وجود توضیحات و تذکرها برای سطر سه بخش

شود. وارد الزم توضیحات

: است زیر موارد تعیینApplication options فرم از هدف

لوله و پوسته بخش دو در موجود فرآیند - نوع

( وجود صورت ) در شدن کندانس و تبخیر ویژه موارد محاسبه - نحوه( وجود صورت ) در کننده تبخیر یا و کندانسور - نوع

افزار نرم - حالت

لوله و پوسته سیال - تعیین

به مختلفی های گزینه دارای مطالعه مورد سیستم نوع انتخاب شاخه: است زیر صورت

( :Hot side application) گرم طرف های الف- گزینه

فاز تغییر بدون ، مایع (Liquid no phase change) فاز تغییر بدون ، گاز (Gas no phase change) باریک محدوده میعان (Narrow range condensation)

72

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

محدوده در میعان طرف فیلم ضریب که را هایی حالت تمام مورد این با شود. بنابراین می شامل باشد نداشته ای مالحظه قابل تغییر ، دمایی داد. این انجام را محاسبات توان می میعان پروفایل بودن خطی فرض بدون جزئی چند میعان و ثابت دمای در میعان های حالت برای مورد

6 از کمتر میعان محدوده دمایی تغییرات که میعان قابل غیر اجزایگردد. می پیشنهاد ، فارنهایت( باشد درجه10) سانتیگراد درجه

جزئی چند میعان (Multi-component condensation) محدوده در میعان طرف فیلم ضریب که را حالتهایی تمام مورد این

میشود شامل باشد داشته ای مالحظه قابل تغییر ، میعان دمایی خصوصیات و شود شکسته ناحیه چندین به باید میعان محدوده بنابراین

که حالتهایی تمام برای مورد گردد. این خطی ناحیه هر برای شرایط و محدوده با میعان قابل جزء چندین یا هستند موجود ناپذیر میعان اجزایگردد. می پیشنهاد دارد وجود سانتیگراد درجه6 از بیشتر میعان

اشباع بخار (Saturated steam condensation) در میعان و بوده خالص بخار ، گرم طرف که است وقتی مورد این

باشد. ثابت دمای

حالت Falling film liquid cooler

سرد و داشته جریان پایین طرف به سیال که است زمانی حالت اینشود. می

(Condensation curve) میعان ب- منحنی

73

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

Specified in) کرده وارد را بخار- مایع تعادل منحنی تواند می طراح

inputانتخاب با ( یا (Calculated by programبه ) افزار نرم روش یا آل ایده گاز قوانین از استفاده با را نظر مورد منحنی دهد اجازهنماید. محاسبه دیگر های

( Condenser type) کندانسور ج- نوع

است. مشابه میعانات و بخار های جریان جهت ، کندانسورها بیشتر در زیر مقدار بخواهد طراح که خاص کاربردهای بعضی برای حال هر به اما

راknock back reflex نوع کندانسور تواند می ، کند کم را شدن سرد بخار ورودی طرف به شده تشکیل میعانات حالت این کند. در انتخابگردند. برمی

(Cold side application) سرد طرف های د- گزینه

فاز تغییر بدون ، مایع (Liquid no phase change) فاز تغییر بدون ، گاز (Gas no phase change) باریک محدوده تبخیر (Narrow range vaporization ) جزئی چند تبخیر (Multi-component vaporization)

(vaporization curve) تبخیر ه- منحنی

74

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

با برنامه یا و نماید وارد را بخار- مایع تعادلی منحنی تواند می طراح را منحنی محاسبه دیگر روش چندین یا آل ایده گاز قوانین از استفاده

دهد. انجام

(vaporization curve) کننده تبخیر و- انواع

استخری جوشش (pooling boiling) پوسته سمت در تواند می تنها است استخری جوشش دارای که سیالی شوند می استفاده شرایط این در که هایی باشد. مبدل داشته جریان

در تواند می جوشش گیرند. این قرار افقی حالت در توانند می تنها " یا کامل لوله " دسته به موسوم پوسته دیگر انواع در یاK نوع پوسته

شده حذف آزاد فضای دلیل به ها لوله آن در " که ناقص لوله " دستهگیرد. صورت ، اندترموسیفون (Thermosiphon) طرف در یا افقی حالت در فقط پوسته طرف در تواند می مورد این

گیرد. صورت عمودی و افقی حالت دو هر در لوله

اجباری گردش (Forced circulation) گیرد. صورت تواند می لوله طرف در هم و پوسته طرف در هم

ریزان فیلم (Falling Film) باال از مایع که عمودی حالت در و لوله طرف در فقط ریزان فیلم تبخیر

افتد. می اتفاق ، یابد می جریان پایین طرف به و شده وارد ها لوله به به لوله پایین و باال بین فشار اختالف علت به شد تشکیل بخار معموال

75

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

حباب نقطه زیاد افزایش از تبخیر نوع یابد. این می جریان پایین سمتمیکند. کمک فشار افت کاهش به و کرده جلوگیری

(Location of hot fluid) گرم جریان ز- مکان

داد. تغییر را گرم جریان مکان توان می ،Hetran برنامه انجام حین در بسیار پوسته طرف و لوله طرف ممکن حالت دو بین مقایسه بنابراین

بود. خواهد ساده

(program mode) برنامه های ح- حالت طراحی - حالت

ارزیابی - حالت

سازی شبیه - حالت

(select from standard file) استاندارد فایل ت- انتخاب

- فایلی مبدل استاندارد های اندازه فایل تواند می طراح حالت این در کند. نرم انتخاب دارد- را را مبدل استاندارد های اندازه از لیستی که

های نیاز که کند می انتخاب را مبدل از ای اندازه لیست این از افزارکند. فراهم را طراح انتظار مورد

: فرآیندی های داده فرم از هدف مورد عملیاتی شرایط نیز و لوله و پوسته بخش سیال دبی کردن وارد

جرم میزان ، مجاز فشار افت حداکثر ، فشار ، دما قبیل از نظرباشد. می نظر مورد حرارتی بار و گرفتگی

76

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

های گزینه شاملprocess data شاخه زیر در فرآیندی های داده شاخه: است زیر ورودی

ها جریان دبی زمانی گردد. البته وارد بخش این در باید سرد و گرم های جریان دبی

از نکرد. برنامه وارد را ها دبی توان می باشد نداشته وجود فاز تغییر که کند. می محاسبه را دبی ، دماها بودن مشخص با و حرارتی بار روی

دبی سه از دبی دو به حداقل ، برنامه میدهد رخ فاز تغییر هنگامیکهدارد. نیاز خروجی و ورودی در مایع جریان و بخار جریان ، کل جریان

خروجی و ورودی دماهای

می وارد بخش این در سرد و گرم های جریان خروجی و ورودی دماهای بار روی از تواند می برنامه دهد نمی رخ فاز تغییر حالتیکه گردد. در و دبی بودن معلوم با مقابل طرف حرارتی بار یا شده مشخص حرارتی

نماید. محاسبه را خروجی دمای ، ورودی دمای

شبنم / دمای حباب دمای

نیاز مورد شبنم و حباب دماهای ، باریک محدوده تبخیر و میعان برای در بخار هنوز اگر اما است ضروری شبنم دمای کندانسورها است. برای

نیست. نیازی حباب دمای به ، باشد داشته وجود خروجی دمای

مطلق عملیاتی فشار ( )77

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

وارد بخش این در باید ، لوله و پوسته بخش سیال مطلق عملیاتی فشار در اما باشد خروجی یا ورودی فشار تواند می کاربرد به بسته که ، گردد

فشار ، ترموسیفون ریبویلرهای است. برای ورودی فشار موارد بیشترباشد. می برج در مایع سطح فشار ، عملیاتی

شده مبادله حرارت

، شود طراحی خاص حرارتی بار اساس بر مبدل باشد الزم صورتیکه در صورتیکه کرد. در وارد قسمت این در را نظر مورد حرارتی بار باید

بار برنامه ، شود وارد طراح طرف از شده مبادله حرارت مقدار مقایسه مقدار این با را سرد و گرم طرف دو در شده محاسبه حرارتی

دمای یا دبی برنامه ، باشد درصد2 از بیشتر آنها اختالف کند. اگر میکند. می تصحیح را خروجی

مجاز فشار افت این اما نماید تعیین دلخواه طور به را مجاز فشار افت تواند می طراح مجاز فشار افت ، باشد بیشتر عملیاتی فشار از نباید مقدار باید معموال سر محاسبه یک با باشد. همچنین عملیاتی فشار درصد40 از کمتر

و لوله بخش دو هر برای مایع سیستم برای مجاز فشار افت انگشتی شده گزارش مربع متر سانتی بر کیلوگرم0.7 تا0.5 مقدار پوسته

متر سانتی بر کیلوگرم0.2 تا0.05 بین مقدار این گاز است. برای که باشد می مربع میشود. استفاده0.1 از معموال

گرفتگی جرم مقاومت

78

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

فرض پیش بصورت برنامه ، نشود مشخص طراح توسط گزینه این اگر از لیستی هم افزار نرم آن بر گرفت. عالوه خواهد درنظر صفر را آن

کند. می پیشنهاد را معمول مقادیر

Heat load عنوان با دیگری زیرشاخه فرآیندی های داده شاخه در

balance optionsقسمت دو هر در صورتیکه دارد. در وجود Hot & Cold

process stream adjustmen ، گزینه Programنوع به بسته ، شود انتخاب با ها مشخصه سایر ، است گرفته قرار افزار نرم اختیار در که اطالعاتیشد. خواهد محاسبه انرژی موازنه از استفاده

حرارت انتقال میزان با متناسب ، زیر شرح به ها مشخصه از برخی: شد خواهند ( محاسبه ورودی یا و شده )محاسبه

منتقل حرارت و سرد جریان خروجی دمای فقط حالتیکه در-1 اطالعات از استفاده با کل حرارت انتقال میزان ، نگردد وارد شده

سیال خروجی دمای و آمد خواهد دست به گرم جریان به مربوطشد. خواهد محاسبه انرژی موازنه از سرد

ولی شود وارد خروجی سرد جریان دمای صورتیکه در-2 میزان به توجه با افزار نرم ، نگردد وارد سرد جریان دبی میزانکرد. خواهد محاسبه را سرد جریان دبی ، الزم حرارت انتقال

دبی و خروجی سرد جریان مشخصه دو هر صورتیکه در-3 خروجی دمای برنامه ، باشد شده وارد طراح توسط سرد جریان

کرد. خواهد محاسبه را سرد

79

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

برای و شود وارد سرد جریان مشخصه سه صورتیکه در-4 وارد طراح طرف از آن خروجی دمای یا و دبی تنها گرم جریان به حرارت انتقال میزان با مطابق ، دیگر مشخصه باشد شده

خواهد محاسبه انرژی موازنه و سرد جریان طریق از آمده دستشد.

مشخصه دو هر و سرد جریان مشخصه سه صورتیکه در-5 خواهد سوم حالت همانند حالت این ، باشد شده وارد گرم جریان

شد. خواهد داده تطبیق سرد جریان دمای مشخصه و شد مشخصه با همراه گرم جریان مشخصه سه هر حالتیکه در-6

وارد طراح طرف از حرارتی بار کل همچنین و خروجی سرد دمای را گرم جریان خروجی دمای و سرد سیال دبی برنامه ، گردد

نشده وارد گرم جریان دبی حالت این در داد. اگر خواهد تطبیق خواهد داده تطبیق گرم جریان دبی ، گرم جریان دمای بجای باشدشد.

نرم توسط خروجی دماهای ، انرژی موازنه برقراری عدم صورت در گزینه بجای پوسته و لوله بخش دو هر شوند. برای می داده تغییر افزار

Program، های گزینه توان می Flow rate ، Outlet temperatureو No

adjustmentنمود. انتخاب را

(Physical property data) فیزیکی خواص اطالعات80

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

، خواص های : انتخاب باشد می زیر های قسمت شامل بخش این خواص ، سرد طرف ترکیب ، گرم طرف خواص ، گرم طرف ترکیبسرد طرف

(Property Options) خواص های انتخاب

نماید. پیش قبول را فرض پیش های گزینه باید طراح بخش این در و پوسته بخش ترمودینامیکی خواص تمامی که است معنی بدین فرض زیر صفحات شامل شاخه شود. این می تعیینAspen B-jac توسط لوله

: است

( data banks) اطالعاتی های بانک

انتخاب دو توان می ، جداگانه صورت به ها لوله خارج و داخل مورد در: داشت فیزیکی خواص مورد در

: دهد پوشش را زیر شرایط تواند می اول : گزینه اول انتخاب

فیزیکی خواص از استفاده B-jac( افزار نرم اطالعاتی ) بانکشوند مشخص کاربر توسط که فیزیکی خواص استفادهافزار نرم محیط از استفاده Aspen plusفیزیکی خواص جهت

افزار نرم اطالعاتی بانک به تواند می طراح ، مورد این انتخاب با تعیین را لوله خارج سیال و لوله داخل سیال ویژه خواص و کند مراجعه

81

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

تواند می یا و نماید Aspenسازی شبیه برنامه از را اطالعات مستقیما

plus به B-jacکند. منتقل که گردد میDIPPR داده پایگاه شاملB-jac خواص اطالعاتی بانک

فرآیند در که است خالص ماده1500 از بیش فیزیکی خواص دارای می شوند. طراح می برده کار به صنایع سایر و نفت ، شیمیایی های وارد ترکیبات در را ها جریان اجزای ، نموده مراجعه ها داده این به تواند

ماده هیچ نباید ، کند مشخص خواص بخش در را خواص طراح کند. اگر خواص از هم بخواهد اینکه مگر ، نماید وارد ترکیب قسمت در را ای

چنین کند. در استفاده شده تعیین خواص از هم وB-jac اطالعاتی بانک در فیزیکی خواص همه بر طراح توسط شده تعیین خواص ، شرایطی

نمود. خواهد استفاده آن از افزار نرم لذا و دارد اولیت اطالعاتی بانک

Aspen Properties اطالعاتی بانک از : استفاده دوم انتخاب

فیزیکی خواص اطالعاتی های بانک به دسترسی امکانB-jac افزار نرم جداگانه افزاری نرم صورت به کهAspen properties ماژول در را مواد

کند. می فراهم ، استAspen مهندسی افزارهای نرم مجموعه در

فلش انتخاب

فایل و کند مراجعهAspen Properties خواص بانک به طراح که زمانی برای را تنظیماتی باید ، نماید تهیه راAPPDF پسوند با نظر مورد

82

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

خواص آوردن بدست برای آن ازB-jac که کند انتخاب فلش محاسبهنماید. استفاده بخار- مایع تعادل نمودارهای و تعادلی

(Condensation/Vaporization Options) / تبخیر میعان های انتخاب

به است. الزم ذیل های بخش شامل تبخیر یا و میعان های انتخاب برگه بدون مایع صورت له لوله داخل کاربرد انتخاب درصورت است ذکر

بود. نخواهد مشاهده قابل پنجره این فاز تغییر

: تبخیر و میعان منحنی محاسبه روش

آل ایده مدل بخار فاز برای آل ایده گاز قانون از برنامه ، روش این انتخاب صورت در نمود. زمانیکه خواهد استفاده مایع فاز برای آل ایده محلول قانون از و

، نباشد دسترس در سیستم بودن آل ایده غیر درجه از کافی اطالعات 50 تا اجزای تعداد برای روش نمود. این استفاده روش این از توان میاست. مجاز جزء

های مدل NTRL , Wilson , Van Laar , Uniquac

تعیین به و بوده مناسب آل ایده غیر های مخلوط برای ها مدل این حداکثر برای ها مدل دارند. این نیاز مولکولی متقابل تداخل پارامترهای

پارامترهای دارای معادالت این از هستند. هریک استفاده قابل ماده10 مدل میباشند. همچنین اجزاء از جفت هر برای مولکولی متقابل تداخل

مدل و حجم پارامتر و سطح پارامتر به نیازUniquac ترمودینامیکی83

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

NTRLدارند. روش آلفا پارامتر به نیاز Wilsonهای مخلوط برای باشد. می مناسب الکل- هیدروکربن مانند آل ایده غیر شدت به دوتایی

برای نیز و مایع – مایع و بخار- مایع های تعادل برایUniquac مدل استفاده قابل پلیمرها و بزرگ و کوچک های مولکول شامل های محلول

به نسبت مولکولی متقابل تداخل پارامترهای مدل این است. درباشد. می دما تابع کمتر ،Van Laar , Wilson معادالت

های مدل Chao-Seader ، Peng-Robinson ، Soave-Redlich-

Kwong به نیازی و داشته کاربرد آل ایده غیر های مخلوط برای ها مدل این

, PR ترمودینامیکی ندارند. مدلهای مولکولی متقابل تداخل پارامترهای

SRKاکسید دی ، نیتروژن ، ها هیدروکربن شامل های سیستم برای مناسب ضعیف قطبیت با اجزای سایر و کربن مونوکسید ، کربن

، آزئوتروپ شامل های سیستم برای آنها از توان می هستند. همچنین بینی پیش برای و دارند الکل و آب مانند وابسته اجزای که هایی سیستم SRK معادالت ازCS کرد. روش استفاده فشاری هر در بخار فاز خواص

ایده غیر مایع فاز برای تجربی معادله یک از و آل ایده غیر بخار فاز برای از کمتر فشار با نفتی های برش برای روش کند. این می استفاده آل میگردد. استفاده پیشنهاد سانتیگراد - درجه18 از بیشتر دمای و بار68است. مجاز جزء50 تا اجزای تعداد برای ها روش این از

: سرد گرم/ طرف برای فشار افت تخمین

بزند. تخمینی مبدل گرم/ سرد طرف در فشار افت برای باید طراح می کار بهVLE تعادل منحنی تعیین برای را فشار افت این افزار نرم

84

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

فشار افت این % با20 از بیشتر ، نتایج در واقعی فشار برد. اگر و زده تخمین فشار افت برای را جدید مقداری ، باشد داشته اختالف

نماید. می اجرا مجدد را افزار نرم

: میعان منحنی محاسبه نوع

انتگرالی میعان

به شده ایجاد میعانات و بخار که شود می فرض میعان نوع این در شود. میعان می حفظ همچنان مایع و بخار بین تعادل و بوده هم همراه

باشد. می انتگرالی میعان برای مثال بهترین ، عمودی لوله داخل در : از عبارتند هستند نزدیکتر انتگرالی میعان به که دیگری های حالت حالت در پوسته طرف میعان ، افقی حالت در لوله طرف میعان

باشد متقاطع جریان که زمانی پوسته طرف میعان چنین هم و عمودی

دیفرانسیلی میعان

بنابراین ، گردند می جدا بخار از متشکله میعانات ، میعان نوع این در خواهد نزولی سیر شبنم نقطه دمای و بوده متغیر بخار- مایع تعادل

افتد می اتفاقknockback reflex کندانسور در میعان نوع داشت. این گردند. می هدایت شدن خارج برای بخار ورودی طرف به میعانات که

میان حالتیE ,J نوع های پوسته در افقی حالت در پوسته طرف میعان برخورد محتاط بخواهد طراح صورتیکه است. در میعان نوع دو این

کند. به می انتخاب را دیفرانسیلی نوع ، ها سیستم نوع این برای نماید شوند. می طراحی انتگرالی بصورت ها مبدل این معمول بطور هرحال

نوع از بیشتر شده محاسبه میعانات میزان ، انتگرالی میعان فرض با ، انتگرالی روش با مبدل طراحی در بود. بنابراین خواهد دیفرانسیلی

85

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

خواهد بینی پیش دیفرانسیلی روش به نسبت باالتری میانگین دمایشد.

: تبخیر و میعان بر فشار افت تاثیر

باشد. می مبدل طول در ثابت فشار ، تعادلی محاسبات در برنامه پیش میعان/ های انتخاب برگه در راAdjust curve گزینه طراح صورتیکه در

میعان منحنی طول در دمایی گام اساس بر برنامه ، نماید انتخاب تبخیر فشار افت تخمین میگیرد. درصورت نظر در را فشار افت ، تبخیر یا

منحنی تنظیم برای فشار افت این از برنامه ، سرد یا گرم طرف برایVLEبا20 از بیش واقعی فشار افت کند. اگر می استفاده %

با را فشار افت مقادیر طراح ، باشد داشته اختالف زده فشارتخمین و کرده تنظیم واقعی فشار میکند. برنامه اجرا را برنامه مجددا

( راre-flash) مجدد ناگهانی تبخیر اجازه میعانات بهVLE محاسبات افتد می اتفاق مجدد ناگهانی تبخیر که دهد نشان محاسبات نمیدهد. اگر

نماید. می بینی پیش را کمتری تخمینی فشار افت برنامه ،

(Hot / Cold Side Composition) / سرد گرم طرف ترکیب

جریان در موجود مواد ترکیب کننده ( تعیینcomposition) ترکیب برگه : اجزای شامل و میگیرد قرار فیزیکی خواص محاسبات مبنای و است

منبع و اجزا نوع ، خروجی و ورودی مایع و بخار مقادیر ، ترکیبشود. می ها آن اطالعاتی

86

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

: ترکیب اجزای

بانک در ترکیب اسم کردن مشخص با توان می را جریان اجزای محاسبه به نیاز افزار نرم که آورد. زمانی دست به افزار نرم اطالعاتی

از استفاده با میتواند طراح ، باشد داشته بخار- مایع تعادل منحنی در که آورد بدست را بفرد منحصر اجزای فیزیکی خواصSource ورودی

میرود. کار به نهایی ترکیب تعیین برای صورت این

: خروجی و ورودی مایع و بخار

به بستگی که شود می مشخص فاز هر در جریان نسبت قسمت این در خواص آوردن دست به برای که صورتی دارد. در ترکیب اجزای بخش

مشخص ورودی ترکیبات باید ، شود رجوع اطالعاتی بانک به فیزیکی مانند را ها آن افزار نرم ، نباشند مشخص خروجی ترکیبات گردد. اگر

اجزای محاسبه منظور به ها زند. داده می تخمین ورودی ترکیباتگیرند. می قرار ستون یک در ، ترکیبات

: اجزا نوع

کاربرد که است تغییر قابل و میگردد فعال زمانی اجزا نوع قسمت موارد شامل اجزا گردد. نوع تعریف جزئی چند میعان نوع از لوله داخل باشد. می نشدنی مخلوط میعان قابل و میعان غیرقابل ترکیبات موارد

، گردد تعریف جزئی چند تبخیر نوع از لوله داخل کاربرد که صورتی در87

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

کاربرد به موارد این بود. انتخاب خواهد اثر بی ماده شامل جز نوع معرفی افزار نرم به و شناسایی ترکیبات گونه این که دهد می اجازه

انتخاب گزینه بایست می ، نباشد مطمئن اجزا نوع از کاربر نماید. اگر دهد. تشخیص را ماده نوع افزار نرم تا نماید انتخاب را برنامه توسط

گردد. اگر وارد طراح توسط اجزا نوع است بهتر کلی حالت در اما بهتر ، ننماید تولید را مایعی هیچ کندانسور دمای بیشترین در ، جزئیشود. گرفته نظر در میعان غیرقابل که است

: اطالعاتی منبع منحنی افزار نرم که است دسترس قابل اجزائی برای فقط منبع این است ممکن اجزا میکند. منبع محاسبه را آنها بخار- مایع تعادل هایباشد. طراح های داده یا و افزار نرم اطالعاتی بانک

( Hot / Cold Side Properties) / سرد گرم طرف خواص

می وارد زیر های بخش در سیال فیزیکی خواص به مربوط های داده ، بخار خواص برگه ، مایع خواص برگه ، بخار- مایع تعادل : برگه گردندمیعان غیرقابل اجزای برگه

می مشاهده ها برگه این در که اطالعاتی از برخی توضیح به اینجا در: شود می پرداخته گردد

: دما

88

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

وجود بخار و مایع خواص ، بخار- مایع تعادل برگه سه هر در دما پارامتر افزار نرم به دماها این در را نیاز مورد خواص بایست می طراح که دارد وارد افزار نرم به را بخار- مایع تعادلی منحنی بخواهد طراح اگر ، بدهد دمایی نقاط باید ، گردند محاسبه آن اساس بر محاسبات تا نماید

شبنم نقط که شود می توصیه کند. در مشخص منحنی روی را متعددی و شبنم نقاط دارای باید میعان های شوند. منحنی تعیین جریان حباب و

اولین که ندارد باشند. لزومی حباب نقطه دارای تبخیر های منحنی اما ، باشد داشته مطابقت مبدل ورودی دمای با منحنی، روی نقطه

سیال برای که را شود. دماهایی رعایت مساله این که شود می توصیه و ورودی دماهای شامل حداقل باید ، کند می وارد فاز تغییر بدون

طرف سیال دمای باید ویسکوز سیاالت برای باشد. همچنین خروجی و ورودی شود. دماهای گرفته نظر در دما سومین عنوان به مقابل

باشد. داشته وجود فاز تغییر که کرد وارد زمانی باید را خروجی

: حرارتی بار

هر برای تا است نیاز درصد ترکیب و آنتالپی تعادلی منحنی تعیین برای نمود. بدین تعیین ، باشد بارگرمایی معرف که را پارامتری بایستی دما

تعیین آنتالپی یا افزوده گرمایی بار ، انباشته بارگرمایی باید منظورشود.

: بخار/ مایع ترکیب

، است بخار/ مایع ترکیب معرف که را پارامتری باید دما هر برای جریان دبی ، بخار جریان دبی توان می ترکیب یک کرد. برای مشخص

89

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

سایر افزار نرم نمود. این مشخص را مایع یا بخار جرمی جزء ، مایع قسمت در که کلی جریان و ورودی اطالعات اساس بر را پارامترها

و بخار جرمی کند. جزء می محاسبه ، اند شده تعیین فرآیند های داده شوند. برای می توصیه جریان دبی از بودن مستقل علت به مایع

ناپذیر میعان کلی بخار جریان باید ترکیب این ، پیچیده کندانسورهایباشد.

: بخار و مایع خواص

داده بانک از دارد. اگر کاربرد نوع به بستگی نیاز مورد فیزیکی خواص خواص اطالعات کردن وارد به نیازی ، شود استفاده سیال یک برای ها

هر ، نیز ها داده بانک به مراجعه با توان می نیست. البته ورودی فیزیکی بانک از که خواصی بر شده تعیین خواص نمود. اما تعیین را خاصیتی

در مجزا صورت به خواص دارد. این ارجحیت آید می دست به ها دادهگرند. می وارد بخار برگه و مایع های برگه ، ویژه : گرمای از عبارتند دارد وجود شاخه این در که دیگری های داده

گرمای ، سطحی کشش ، دانسیته ، ویسکوزیته حرارتی، هدایت ضریبانتشار ضریب ، مولکولی وزن ، نهان

90

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

(Exchanger Geometry) مبدل ساختار

که است شده تشکیل شاخه زیر شش از مبدل ساختار و هندسه شاخه های داده ، ها بافل ، لوله دسته ، ها لوله ، مبدل : نوع از عبارتند

ها نازل ، سازی ارزیابی/ شبیه

(Exchanger Type) مبدل نوع

: است زیر صورت به شاخه این های آیتم از برخی

جلویی کلگی نوعباشد. مبدل نیازهای اساس بر باید جلویی کلگی انتخاب نوع

پوسته نوععقب کلگی نوع لوله محدوده زیرا است گذار تاثیر حرارتی طراحی بر عقب کلگی نوع

میکند مشخص را بیرونی

مبدل موقعیت

عمودی یا گیرد قرار افقی صورت به مبدل که کند می مشخص آیتم این

عقبی و جلویی پوشش نوع

91

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

لوله صفحه نوع

سرد و گرم طرف فلنج نوع (Tubes) ها لوله

که است عمومی برگه و ها پره برگه ، ها لوله برگه شامل شاخه این: است زیر شرح به آنها جزئیات از برخی

: لوله نوع

تقسیم دار پره های لوله ( وplain) ساده های لوله نوع دو به ها لوله پوسته طرف فیلم ضریب زمانیکه خارجی دار پره های شوند. لوله می

این باشند. اما می مفید ، باشد لوله طرف فیلم ضریب از کمتر بسیار در که هایی فرآیند برای و داشته را خود خاص مشکالت ها لوله نوع

پوسته طرف سیال یا و است باال گرفتگی جرم میزان پوسته طرف باال مایع سطحی کشش زمانیکه میعان برای یا و باشد ویسکوز بسیارگردد. نمی پیشنهاد ، باشد

: لوله خارجی قطر

بر روابط اما ، نمود مشخص را ای اندازه هر توان می قسمت این در اند. چنانچه شده داده توسعه میلیمتر50 تا10 های اندازه اساس استفاده موردISO استاندارد صورتیکه در ، نباشد مشخص لوله اندازهشود. شروع میلیمتر20 قطر با است بهتر ، گیرد قرار

92

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

: لوله دیواره ضخامت

استانداردهای و فشار ، خوردگی میزان اساس بر لوله دیواره ضخامت ANSI استانداردهای با طراح صورتیکه است. در سازنده های شرکت

فرض کند. پیش می پیرویBWG استانداردهای از ضخامت ، میکند کار تابعTEMA پیشنهادات اساس بر لوله دیواره ضخامت برای برنامه های

) لوله دیواره ضخامت باشد. اگر می فرآیند فشار همچنین و لوله جنس تحمل را داخلی فشار ( نتواند شده داده افزار نرم به طراح توسط که

داد. خواهد اخطار بررسی از پس برنامه کند،

: لوله داخلی جداره زبری

باشد. می ها لوله داخلی سطح زبری تابع ها لوله در فشار افت میزان لوله بصورت ها لوله تمامی برای برنامه فرض پیش می صاف تقریبا

باشد.

: لوله دیواره مشخصه

بیان مینیمم یا و میانگین صورت به دیواره ضخامت کشورها بیشتر در تاثیر و لوله طرف فشار افت بر کمی تاثیر گزینه گردد. این می

است. میانگین برنامه فرض دارد. پیش مبدل قیمت بر متوسطی

: لوله مرکز- مرکز فاصله

فاصله این باشد. بعضی لوله خارجی قطر برابر1.25 باید تقریبا این است بهتر پوسته طرف مجاز فشار افت مالحظات دلیل به مواقع

93

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

خارجی قطر برابر1.5 از بیشتر اما شود گرفته نظر در بیشتر فاصله از تابعی بعنوانTEMA بوسیله فاصله این شود. ماکزیمم نمی توصیهگردد. می پیشنهادTEMA کالس و ها لوله آرایش ، خارجی قطر

: لوله جنس

به بستگی که میگیرد نظر در فرض پیش بعنوان را استیل کربن برنامه دارد....و سیال خورندگی ، فرآیند نوع

: ها لوله آرایش الگوی

ضریب افزایش هدف که شود می استفاده زمانی مثلثی آرایش از بوده لوله صفحه در ها لوله تعداد افزایش و پوسته طرف حرارتی فیلم

کاری تمیز به نیاز صورتیکه نباشد. در مهم پوسته مکانیکی کاری تمیز و چرخیده مربعی و مربعی آرایش از میشود توصیه ، باشد لوله خارجی

با مقایسه در چرخیده مربعی آرایش است ذکر به شود. الزم استفاده اما دارد بیشتری فشار افت و حرارتی فیلم ضریب ، مربعی معموال

مثلثی گیرد. آرایش می جا لوله صفحه در کمتری های لوله تعداد حرارتی فیلم ضریب افزایش زیرا ، گردد می استفاده ندرت به چرخیدهاست. کمتر آرایش نوع این فشار افت ازدیاد از حاصل (Baffles) ها بافل

: بافل نوع

می تقسیم ای شبکه و برشی های بافل اصلی دسته دو به ها بافل لوله عبور منظور به که هایی صفحه از عبارتند برشی های شوند. بافل

94

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

باشد می موسوم لوله پنجره به که آن از ای قطعه و اند شده سوراخ ها بدون و برشه سه ، برشه دو ، برشه تک های است. بافل شده بریده ،

و ای میله های بافل و بوده برشی بافل از هایی مثال پنجره در لوله های باشند. بافل می ای شبکه های بافل از هایی مثال نیز مارپیچی

ها لوله پشتیبانی و باشد پایین مجاز فشار افت که مواردی در ای شبکهگردد. می استفاده ، باشد مهم ارتعاش از جلوگیری برای ، باشند می های بافل نوع ترین رایج برشی های بافل بافل مخصوصا حرارتی فیلم ضریب باالترین و مرسومند بسیار که برشه تک های

دیگر انواع از ها آن فشار افت نمایند. اما می ایجاد را پوسته طرف ) کمتر افت باعث بافلها فاصله همان با برشه دو های است. بافل باالتر

دارند. کمتری پوسته طرف فیلم ضریب اما ( شده درصد75 تا50 از این یعنی باشند داشته همپوشانی ردیف یک حداقل باید ها بافل

بافل برای میلیمتری20 لوله یک قطر اندازه به حداقل باید همپوشانی پوسته قطر افزایش باشد. با میلیمتر305 ای پوسته قطر با برشه تک دو ، برشه دو های بافل برای منظور یابد. بدین افزایش باید حداقل این

افزایش حداقل این باید قطر افزایش با که است الزم همپوشانی نقطهیابد. که روند می کار به زمانیK , X نوع های پوسته در نگهدارنده های بافل های نباشد. بافل الزم پوسته طرف جریان دادن جهت برای کاری بافل شوند. می استفاده ها لوله ارتعاش از اجتناب برای پنجره در لوله بدون های میباشد. بافل ها لوله مربعی آرایش به محدود ای میله های بافل

مارپیچی است. استفاده قابل ها لوله مثلثی آرایش الگوی برای معموال

: ها بافل برش

95

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

قطر به بافل پنجره ارتفاع نسبت به ، برشه تک های بافل در بافل برش ترین داخلی ارتفاع نسبت به برشه سه و دوبرشه های بافل در و پوستهشود. می گفته پوسته قطر به بافل بخش می مجاز را درصد45 تا15 های برش افزار نرم ، برشه تک بافل برای

ها بافل مناسب همپوشانی عدم دلیل به درصد45 باالی داند. برش به زیرا نیست عملی نیز درصد15 از تر پایین باشد. برش نمی عملی می بافل پنجره در باال فشار افت درصد25 حدود برش گردد. عموما طوری ها بافل برش ، برشه سه و دو های بافل باشد. برای می بهینه بطور برنامه ، باشد مقدار بیشترین مرکزی بافل پنجره که است

، یکسان عبور سطح یک برای را ها بافل سایر پنجره اندازه خودکار به برشه سه و دو انواع برای بافل برش آورد. محدوده می بدستباشد. می درصد20 تا15 و درصد40 تا30 ترتیب

: ها بافل برش جهت

های مبدل است. در وابسته بسیار پوسته طرف کاربرد به گزینه این مبدل در ها لوله تعداد بر شاید و نداشته تاثیر زیاد برش جهت عمودی

مهم بسیار افقی های مبدل در بگذارد. اما تاثیر گذر چند عمودی های دارد. ارجحیت افقی برش ، افقی پوسته در فاز تک سیال است. برای

بر ، برش روند. جهت کار به توانند می نیز چرخیده و عمودی انواع البته موثر چندگذر های مبدل در ها لوله تعداد روی اما ندارد تاثیری کارایی

الیه و شدن جدا باعث است ممکن است پایین سرعت است. زمانیکهگردد. جزئی چند مخلوط بندی

96

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

دسته برای آن کاربرد تنها ، شود می استفاده ندرت به چرخیده برش از باشد. می چرخیده مربعی آرایش با لوله گذر چندین با تعویض قابل لوله

طرف در داد. زمانیکه افزایش میتوان را ها لوله تعداد مورد این در تا باشد عمودی همیشه باید برش ، دهد می رخ میعان افقی پوسته

ها بافل درآیند. این حرکت به مبدل ته در آزادانه بتوانند میعانات معموال ( کهV فرم ) به گردند می زهکشی notch شود می گفته اصطالحا

)در دهد می رخ استخری جوشش پوسته طرف در میگردند. زمانیکهباشد. عمودی باید گردد( برش استفاده برشی بافلهای از صورتیکه منظور به افتد می اتفاق پوسته طرف در اجباری چرخش تبخیر زمانیکه های بافل باشد. در افقی باید برش بخار، و مایع جداسازی کردن مینیمم

را لوله دسته زیرا شود می داده ترجیح عمودی برش ، برشه سه و دوکند. می حمایت افقی حالت از بهتر

(Rating/Simulation Data) سازی شبیه و ارزیابی های داده

، باشد موجود مبدل یک سازی شبیه و ارزیابی بررسی هدف اگر نمود. برای مشخص باید آیند می ادامه در که را هندسی اطالعات های فرض پیش برنامه ، اند نشده وارد طراح طرف از که اطالعاتی

: از عبارتند شوند وارد باید که گیرد. اطالعاتی می نظر در را خود

پوسته داخلی یا خارجی قطر باشد شده ساخته صفحه یک جوشکاری و کردن رول با پوسته زمانیکه

اما شود مشخص داخلی قطر یا خارجی قطر که کند نمی فرقی

97

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

خارجی قطر کردن مشخص باشد استاندارد لوله یک ، پوسته زمانیکه را داخلی قطر استاندارد های لوله ردیف روی از دارد. برنامه ارجحیت

می جلو کلگی نزدیک قطر ، مقدار این کتل نوع مبدل یابد. برای میکتل. پوسته بخار بخش بزرگ قطر نه باشد

ها بافل فاصلهباشد. می یکدیگر از میانی های بافل مرکز به مرکز فاصله ، فاصله این

ابتدایی بافل فاصله

برای ، باشد می پوسته ورودی نازل از بافل اولین فاصله ، مقدار این مرکز فاصله از است عبارت فاصله اینG , J, H ,X نوع های پوسته

نازل زیر نگهدارنده بافل یک باید ها پوسته بعدی. این بافل تا نازل ، نشود داده ورودی بعنوان مقدار این صورتیکه باشند. در داشته ورودی

) همچنین انتهایی فاصله و ها بافل مرکز به مرکز فاصله طریق از داده هم انتهایی بافل فاصله مقدار شود. اگر می ( محاسبه لوله طول صورت به و محاسبه میانی های بافل از ، مانده باقی فاصله ، نشود

شود. می داده تخصیص انتهایی و ابتدایی فاصله دو هر برای مساوی

ها بافل تعداد بافل فاصله و ها بافل تعداد است. اگر اختیاری مقدار این کردن وارد لوله طول تقسیم با توان می ، نباشد دسترس در انتهایی و ابتدایی های

ها بافل تعداد اگر است. اما تخمین را آن ، یک منهای ها بافل فاصله به این در ، شود واگذار برنامه به آن محاسبه است بهتر نباشد مشخص

98

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

خواهد نظر در را لوله صفحه ضخامت و ها نازل اندازه برنامه صورتگرفت.

انتهایی بافل فاصله

باشد. می خروجی نازل از بافل آخرین فاصله مقدار این

لوله طول

داخل لوله طول شامل باید حرارت انتقال طول بر عالوه طول این لوله ابتدای از طول این شکلU های لوله برای ، باشد هم لوله صفحه

باشد. می شکلU بخش مماس نقطه تا

ها لوله تعداد

با برابر که است لوله صفحه در موجود های سوراخ تعداد ، مقدار این خواهد چک را مقدار این ، باشد. برنامه می مستقیم های لوله تعداد خیر. در یا گنجد می لوله صفحه در تعداد این گردد مشخص تا نمود

زیر از استفاده با برنامه ، نشود داده برنامه به مقدار این که صورتینمود. خواهد محاسبه را آن ، ها لوله آرایش برنامه

موازی و سری های پوسته تعداد سری های پوسته تعداد باید باشد داشته وجود مبدل چندین صورتیکه در دو هر که دارد نیاز برنامه که است ذکر به گردد. الزم مشخص موازی یا

(. موازی هردو یا سری هردو ) یا باشند هم مشابه لوله و پوسته طرف داشته وجود سری و موازی صورت دو هر به تواند می مبدل چندین

99

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

مبدل سه مجموعه هر در که موازی مجموعه دو مثال باشند. برای یعنی باشند سری بصورت مبدل.6 مجموعا

کتل نوع پوسته خارجی و داخلی قطر شده درست ها ورقه دادن جوش و کردن رول با که هایی پوسته برای

پوسته برای نمود. اما مشخص را خارجی یا داخلی قطر توان می ، اند مشخص خارجی قطر است بهتر ، شود می استفاده لوله از که هایی

محاسبه را لوله داخلی قطر ، موجود استاندارد روی از گردد. برنامهکند. می

لوله چیدمان و آرایش گزینه آرایش از یا و ایجاد اول از را لوله آرایش توان می برنامه اجرای برای

راHetran ابتدا باید طراح ، دوم گزینه نمود. برای استفاده ، موجود انتخاب را موجود آرایش سپس ، نماید اجرا آرایش کردن ثابت برای

تثبیت باید لوله صفحه های مشخصه گزینه این شدن فعال کند. برای کند. برای انتخاب را موجود آرایش سپس ، نماید اجرا آرایش کردن گردد. پیش تثبیت باید لوله صفحه های مشخصه گزینه این شدن فعالشود. ایجاد جدیدی آرایش اجرا هر در که است این برنامه فرض

لوله گذر تعدادبخار توزیع کمربندهای خارجی و داخلی قطربخار توزیع کمربند طول طول این ، شده مشخص باشد. طول می پوسته طول سوم دو تقریبااست. موثر ورودی مساحت فشار افت بر

پوسته استوانه ضخامت

100

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

می محاسبه را داخلی قطر برنامه باشد معلوم پوسته خارجی قطر اگرکند. می مشخص را ها لوله تعداد وOTL و کند

جلو کلگی استوانه ضخامتعقب و جلو لوله صفحه ضخامتبافل ضخامت

(Nozzles) ها نازل

و کلگی در آن نمودن خارج و مبدل به سیال انتقال منظور به ها نازل مبدل بدنه به که هستند هایی لوله ها شوند. نازل می داده قرار پوسته سرعت همچنین و فشار افت دلیل به ها نازل شوند. قطر می متصلاست. باالیی اهمیت دارای ورودی سیال هر توان می گردد. اما می تعیین پوسته نوع حسب بر ها نازل تعداد گرفت. جهت نظر در ( را پوسته یا و کلگی ) در موقعیتی هر و تعداد

: باشد زیر صورت به باید ها نازل منطقی

شود. خارج پایین از و وارد باال از باید شود می سرد که سیالی-1شود. خارج باال از و وارد پایین از باید شود می گرم که سیالی-2

تعیین خودش را ها نازل جهت تا شود داده اجازه برنامه به است بهتر مطمئن باید باشد، داشته آنرا کردن مشخص قصد طراح نماید. اگر

باشد. بعنوان داشته همخوانی ها بافل تعداد و ها بافل برش با که شود است الزم باشند افقی برش تک ها بافل و فرد ها بافل تعداد اگر مثال

101

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

آنرا فرض پیش صورت به باشد. برنامه مشابه ها نازل جهت کهکند. می مشخص

نازل گنبد خارجی قطراست بدنه به نازل اتصال گنبدی محل اسمی قطر همان که

نازل فلنج کالس تخمین یا حرارتی طراحی محاسبات روی بر نازل فلنج کالس مشخص

های مشخصه شدن کاملتر باعث تنها و داشت نخواهد تاثیری قیمت می ساخته برنامه داخل در فشار- دما گردد. نمودارهای می مبدل

برنامه کند مشخص را کالس که دهد اجازه برنامه به طراح شوند. اگر می انتخاب را نازل فلنج مناسب کالس ، طراحی دمای و فشار مبنای بر

کند.

نازل فلنج شکل انواع

گیرد. می نظر در تخت را نازل فلنج شکل فرض پیش صورت به برنامه تعیین تواند می نیزtongue/groove وraised face نظیر دیگر های شکلشود.

ها لوله گذر اولین جریان جهت گذر دو – پوسته گذر دو یا لوله گذر یک – پوسته گذر یک های مبدل برای نظر در همسو غیر یا همسو را ها جریان جهت تواند می طراح ، لوله

اساس بر اول جریان جهت ، لوله گذر چندین آرایش برای بگیرد. اماشد. خواهد مشخص پوسته بخش ورودی نازل

خم در نازل مکان U102

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

بین ، شکلU خمیدگی در نازل استقرار برای برنامه فرض پیش استقرار باشد. با می بافل اولین و شکلU بخش در ها لوله نگهدارنده

می ارتعاش باعث کهU خم عرض در سیال عبور از مکان این در نازل می جلوگیری شود غیر علت بهU خم سطح مساحت شود. عموما

نظر در حرارت انتقال موثر سطح بعنوان ها لوله فاصله بودن یکنواختشود. نمی گرفته(Design Data ) طراحی های داده

: شوند می تقسیم بخش سه به طراحی های داده

(Design Constrains) طراحی های الف( محدودیت (Specifications) طراحی ب( مشخصات

(Materials) سازنده ج( مواد طراحی های ( محدودیت الف

برگه در که اول است. نوع نوع دو طراحی برای موجود های محدودیتSell / Bundleمتغیرهای های محدودیت شامل بیشتر شده آورده

که هستند ثانویه های محدودیت دوم شود. نوع می برنامه گیری تصمیم فرآیندی محدودیت ، محدودیت نوع دارند. این وجود هدف توابع در

لوله در مجاز سرعت مانند است شده آوردهProcess برگه در که است لوله بخش در فشار افت حداکثر میزان حداقل( ، و )حداکثر پوسته و

سطح مینیمم و ها نازل در کل فشار افت درصد حداکثر ، لوله و پوستهحرارت. انتقال برای اضافی

: است زیر موارد شامل اول نوع های محدودیت

103

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

می اینچ72 و2 ترتیب ) به پوسته قطر حداکثر و حداقل-( باشد

ساخته شده داده شکل ورق از پوسته : زمانیکه قطر گام- حالت در قطر افزایش مقدار بعنوان را قطر گام افزار نرم شود،

ساخته لوله از پوسته که صورتی گیرد. در می نظر در طراحیشود. می گرفته نادیده پارامتر این ، شود

می فوت20 و4 ترتیب ) به لوله طول ماکزیمم و مینیمم-( باشد

سازی بهینه حین در کاهش و افزایش برای لوله طول گام-لوله گذرهای تعداد ماکزیمم و مینیمم-لوله گذرهای تعداد گام-ها بافل مرکز به مرکز فاصله ماکزیمم و مینیمم- که : زمانی خارجی یا و داخلی پوسته- قطر قطر مرجع-

داخلی و خارجی قطر ، گردد انتخاب گزینه این در خارجی قطر شد. زمانیکه خواهند یکی هم با جلو کلگی سیلندر و پوسته

افزایش از جلوگیری برای ، باشد نیاز مورد باالیی کلگی ضخامت مرجع پوسته داخلی قطر است بهترO.T.L و داخلی قطر فاصله

شود. داده قرار در لوله از استفاده بجای پوسته تولید برای ورق از استفاده-

قطرهای در لوله از استفاده برنامه فرض : پیش پایین قطرهای دقت با پوسته قطر افزایش به نیاز صورتیکه باشد. در می پایین

plat گزینه از باید اینچ24 از کوچکتر قطرهای در باشد، معینی

نمود. استفاده

104

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

پیش حالت دو هر ) برای سری و موازی های پوسته مینیمم-باشد( می یک برنامه فرض

بافل برای خاصی اهمیت تعداد : این مجاز های بافل تعداد- تعداد بودن زوج صورت دارد. در افقی مبدلهای در برشه تک های جهت خالف در خروجی و ورودی های نازل برشه تک های بافل خروجی و ورودی های نازل بودن فرد صورت در و بود خواهند همبود. خواهند جهت هم

ها : بافل نازلها زیر در بافل از استفاده- نازلها زیر نباید اصوال برهم را خروجی و ورودی نواحی در جریان توزیع زیرا گیرند قرار میدهند کاهش نواحی دراین را حرارت انتقال سطح کارآیی و زده که باشد بزرگ آنقدر خروجی و ورودی های نازل زمانیکه اما

نگهدارنده بدون مجاز غیر طول با که هایی لوله ایجاد موجب از استفاده باشند ارتعاش مستعد ها لوله زمانیکه همچنین و شونداست. پذیر توجیه ها نازل زیر در نگهدارنده و بافل

، طراحی حالت : در بافل برای تناسبی برش از استفاده- پوسته طرف طراحی و بافل نوع اساس بر را بافل برش برنامه بین تعادل حفظ برشه تک های بافل در کند. اما می انتخاب باشد. با می نظر مد پنجره در سرعت و متقاطع جریان سرعت بافل فاصله زمانیکه بافلها فاصله و بافل برش بین تناسب انتخاب

داد. خواهد افزایش را بافلها برش برنامه یابد افزایش ها توضیح زیر در که است فرآیندی های محدودیت ، ها محدودیت دوم نوع: است شده داده

105

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

باید مجاز فشار افت : اگرچه مجاز فشار افت-1 40 از کمتر معموال برای توان می را مقداری هر اما ، باشد عملیاتی فشار درصد

گردد. برنامه معین لوله و پوسته های بخش در فشار افت حداکثرندارد. فرض پیش حالت

که است طراحی یک برای سرعت : مینیمم سیال سرعت حداقل-2 می نظر در لوله و پوسته بخش دو برای برنامه این گیرد. معموال نمی تغییر مبدل ابعاد بهترین یافتن برای سازی بهینه در مقدار

هشداری پیام باشد کمتر مقدار این از سرعت صورتیکه یابد. درشد. خواهد داده نتایج در

بهینه های کننده کنترل از یکی گزینه : این سیال سرعت حداکثر-3 است. متقاطع سرعت منظور ، پوسته طرف باشد. در می سازی

بیشترین که ای نقطه در بخار فاز سرعت ، دوفازی جریان دراست. نظر مد دارد، وجود بخار

ضریب ، مقدار این واقع : در نیاز مورد اضافه سطح درصد حداقل-4 مبدل مقدار این احتساب با است. برنامه طراحی در اطمینان

مقدار این برای فرضی نمود. پیش خواهد طراحی را نظر موردندارد. وجود

مقداری حداکثر : همان نازل هر برای مجاز فشار افت ماکزیمم-5است. مجاز ها نازل برای فشار افت برای که است

طراحی ب( مشخصات

: است آمده زیر در شاخه این های گزینه جزئیات

طراحی استاندارد

106

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

استاندارد ،ASME آمریکایی استاندارد انتخاب چهار از یکی باید کاربر یا وAD-Merkblatter آلمانی استاندارد ،CODAP فرانسوی

تاثیر استاندارد این اوقات کند. گاهی انتخاب را متفرقه استانداردهای تعیین طراحی کد که زیرا میگذارد حرارتی طراحی بر توجهی قابل ، لوله صفحه ضخامت ها، درپوش ، پوسته نیاز مورد ضخامت کننده باشد. می ها آن گرفتن قرار محل و نازل استحکام و ها فلنج اندازه

Hetran محاسبات و هستند پیچیده خیلی مکانیکی طراحی محاسبات

باشد. می مکانیکی طراحی اساسی محاسبات از بعضی شامل فقط کاملتری مشخصات که دارد وجود افزار نرم در منظور بدین ورودی اینبگذارد. اختیار در حرارتی مبدل از را

کالس TEMA

استانداردهای طبق حرارتی مبدل بخواهد طراحی که صورتی درTEMAطبقه شامل را مناسبی بندی طبقه باید ، شود طراحی Bبرای مصارف برایC طبقه و پاالیشی صنایع برایR طبقه ، شیمیایی صنایع

در نباشد نیاز مورد طراحی در استاندارد این کند. اگر انتخاب عمومی محاسبه جهت شده انتخاب طراحی کد از ، مکانیکی طراحی محاسبه ممکن نیزAPI 661 استاندارد شود. از می استفاده مکانیکی طراحی

شود. استفاده است

مواد استاندارد DIN یاASTM ، AFNOR استانداردهای از یکی از تواند می طراح

کند. استفاده

ابعاد استاندارد107

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

بین استاندارد ،ANSI آمریکایی استاندارد شامل ابعاد استانداردهای نظیر مواردی برای و باشد میDIN آلمانی استاندارد وISO المللی

روند. می کار به پیچ های اندازه و نازل فلنج بندی درجه ، لوله ابعاد لوله گام چون مواردی برای شده ذکر موارد بر عالوهDIN استاندارد

می کار به نیز برای فقط ابعادی استانداردهای انتخاب رود. اصوال طراحی بر کمی تاثیر و است حرارتی مبدل کامل مشخصات تکمیل

دارد. مکانیکی و حرارتی

طراحی فشار

طراحی محاسبات در که است فشاری طراحی فشار از منظور در و لوله صفحه ، کلگی ، پوسته ضخامت بر و میرود کار به مکانیکی

مقداری طراح که صورتی گذارد. در می تاثیر حرارتی طراحی بر نتیجه % را10 اضافه به عملیاتی فشار افزار نرم ، نکند مشخص آن برای راداد. خواهد قرار نظر مد طراحی فشار برای شده گرد صورت به

طراحی دمای

مکانیکی طراحی محاسبات در که است دمایی طراحی دمای از منظور بر نتیجه در و لوله صفحه ، کلگی ، پوسته ضخامت بر و رود می کار به

نرم ، نکند تعیین را مقداری طراح گذارد. اگر می تاثیر حرارتی طراحی را شده گرد صورت به33عالوه به عملیاتی دمای باالترین افزارکرد. خواهد فرض

خالء طراحی فشار ، گردد طراحی نسبتی خالء در حرارتی تبادل برای مبدل که صورتی در

کند. مشخص طراحی مطلق فشار برای را مقداری باید طراح

108

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

گیرند نمی نظر در را خارجی فشار مکانیکی طراحی اساسی محاسباتندارد. حرارتی طراحی بر تاثیری پارامتر این بنابراین ،

خوردگی مجاز مقدار و ها استوانه تمامی ضخامت محاسبات شامل خوردگی مجاز مقدار حرارتی طراحی بر کمی تاثیر و گردد می مبدل در موجود های ورقه

کربن برایmm 3.2 مقدار پارامتر این برای افزار نرم دارد. فرضاست. آلیاژها سایر برای صفر مقدار و استیل

(Program Options) برنامه تنظیمات

: شود می تقسیم بخش دو به برنامه تنظیمات بخشحرارتی تحلیل و تجزیهتغییرات کدهای

(Thermal Analysis) حرارتی تحلیل و تجزیه

: باشد می زیر شرح به شاخه این های آیتم از برخی جزئیات

حرارت انتقال ضریب

انتظار طراح که هستند مقادیری ترین اصلی حرارت انتقال ضرایب شبیه مثل موارد برخی در وجود این دارد. با افزار نرم از را آنها محاسبه

نرم تا نماید وارد را خود دلخواه مقدار بخواهد طراح است ممکن سازی

109

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

از یکی ، مقادیر از هیچکدام تواند می نماید. طراح استفاده آنها از افزارکند. تعیین را دو هر یا و آنها

حرارت انتقال ضریب برای افزاینده مقدار تعیین شود، فیلم ضریب افزایش موجب که را ضریبی تواند می طراح

که صورتی شود. در می محاسبه افزار نرم وسیله به ضریب این که کند باشد داشته داخلی دار پره های لوله یاtube inserts مثل ترکیبی کاربر

ضریب مقدار یک نمودن وارد با ندهد پوشش را آن افزار نرم که تواند می طراح نمود. همچنین اصالح را محاسبات توان می افزاینده

کاهنده ضریب از ، فیلم ضریب برای ایمنی ضریب برقراری برای از کاربر که است این دهنده نشان که کند ( استفاده یک از ) کمتر

است. نبوده مطمئن سیال جریان خواص و ترکیبات

فشار افت برای افزاینده مقدار که را ضریبی تواند می طراح ، حرارت انتقال افزاینده ضرایب مشابه

کند. افت وارد افزار نرم توسط شده محاسبه فشار افت افزاینده کلگی و ها نازل خروجی و ورودی فشار افت بر تاثیری افزاینده فشار

افزاینده به وابسته یا مستقل طور به توانند می ها افزاینده ندارد. اینروند. کار به فیلم ضریب های

میانگین دمای اختالف اینکه وجود با کند محاسبه را میانگین دمای اختالف افزار نرم معموال

کند. تعیین آن برای را مقداری تواند می طراح

میانگین دمای اختالف مجاز تصحیح ضریب حداقل

110

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

0.7 زیر مقادیر در را تندی خیلی شیب تصحیح ضریب های منحنی اکثر های پوسته به ورود از قبل افزار نرم ، طراحی حالت در دارند. بنابراین

فرض تصحیح ضریب عنوان به را0.7 مقدار حداقل متوالی چندتایی این شود. با می فرض0.5 پارامتر این مقدار ارزیابی حالت کند. در می

کند. تعیین را پایینتر یا باالتر مقدار میتواند طراح ورودی پارامتر

مجاز نزدیکی دمای حداقل افزار کند. نرم تعیین را سیاالت نزدیکی دمای حداقل تواند می طراح

مقدار این با متناسب را متوالی های پوسته تعداد نیاز صورت دردهد. می افزایش

مجاز گرمایی شار حداکثر اهمیت دارای اغلب گرما انتقال شار کردن محدود ، تبخیر کاربردهای در

تشکیل به منجر ) که زیاد بخار سریع تولید از که طوری به باشد می می شود( جلوگیری می فیلم انتقال ضریب سریع کاهش و بخار فیلم

نیز طراح اما دارد هایی محدودیت گرمایی شار برای افزار کند. نرم را خود های محدودیت ، پارامتر این برای مقداری تعیین با تواند می

کند. اعمال

گذر بار یک مبدل برای جریان جهت جریان حالت دو هر تواند می طراح اکونومایزر خاص کاربردهای در

آن مبنای بر محرکه نیروی توزیع که باشد داشته را جهت هم یا و متقابلآید. می دست به

طراحی حالت تکرار تعداد بیشترین

111

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

را طراحی پارامترهای تمام طراحی حالت در افزار نرم تکرار مجددا جهت تواند می یابد. طراح دست محصول قیمت ترین پایین به تا میکندکند. تنظیم را تکرار تعداد بیشترین ، سازی بهینه

سازی شبیه حالت تلورانس افزار نرم سازی شبیه حالت برای را محاسبات مجاز خطای باید طراح

است ممکن پایین خیلی مجاز خطای که کند توجه باید و کند مشخصشود. محاسبه برای بیشتری زمان صرف به منجر

محاسبه های بازه تعداد

می تقسیم کوچکتر های بخش به حرارتی مبدل طراحی برای افزار نرماست. ها بازه این تعداد دهنده نشان پارامتر این و کند

(Change Codes) تغییرات کدهای

فقط و ندارند ورودی مقدار ، معین ورودی صفحات در پارامترها برخی نمود. نحوه مشخص را ها آن توان می تغییر کدهای از استفاده با

باشد. ( می= CODE) مقدار صورت به کدها این نگارش همه بر و شوند می پردازش دیگر های ورودی همه از بعد کدها این

لوله خارجی قطر طراح اگر مثال عنوان دارند. به ارجحیت قبلی مقادیر کد مقدار سپس و کند تعیین میلیمتر20 ، معین ورودی صفحه در را

خواهد ارجحیت20 بر25 مقدار نماید وارد ( راTODX=25) تغییر112

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

مقدار آخرین ، شود وارد یکبار از بیش کد همان که صورتی داشت. درداشت. خواهد اهمیت

تصویری مسیر یک کردن فراهم ، برگه این کاربردهای مهمترین از یکی ایجاد افزار نرم اجرای طول در طراح که است گوناگونی تغییرات از

برای را تغییرات طراح که شود می توصیه منظور است. بدین کردهدهد. انجام جدا خط یک روی ، خاص طراحی یک مختلف های گزینه

فقط که دیگر فایل به زنجیری اتصال ، برگه این دیگر مفید کاربرد سری یک طراح که صورتی باشد. در می ، است تغییر کدهای شامل

مشابه طراحی یک در آن از بخواهد که باشد داشته استاندارد طراحی استفاده با را کار این تواند می بود. طراح خواهد مناسب ، کند استفاده

دهد. فایل انجام ، آید می نظر مورد فایل اسم دنبال به کهFILE کد از یک از استفاده با تواند می باشد. طراحBJI پسوند دارای باید مذکورکند. ایجاد را تغییرات کد فایل این ، استاندارد ویرایش برنامه

(Results) نتایج

می تقسیم اصلی قسمت چهار به افزار نرم محاسبات و اجرا نتایج: از عبارتند که شوند

طراحی وضعیت خالصه (Design Summary) حرارتی وضعیت خالصه (Thermal Summary) مکانیکی وضعیت خالصه (Mechanical Summary) محاسبه جزئیات (Calculation Details)

113

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

طراحی وضعیت خالصه

می تقسیم قسمت چهار به خود نوبه به طراحی وضعیت خالصه بخش: از عبارتند که شود

( Input Summary) ورودی های داده الف( خالصه (Optimization Path) سازی بهینه ب( مسیر (Recap of Designs) ها طراحی ج( مرور

(Warnings & Messages) ها پیام و د( اخطارها

ورودی های داده الف( خالصه

فایل در شده مشخص اطالعات از ای خالصه طراح برای بخش این ورودی های داده طراح که شود می کند. پیشنهاد می فراهم را ورودی

در مجدد استفاده در سهولت برای که خروجی از بخشی عنوان به راکند. پرینت ، رود می کار به طراحی

سازی بهینه ب( مسیر

و است افزار نرم استدالل قسمت به مربوط خروجی از بخش این و است کرده ارزیابی افزار نرم که را حرارتی های مبدل از بعضی می نشان ، داشته بخش رضایت طراحی برای شرایطی ایجاد در سعی

کنترل در که را هایی محدودیت تواند می میانی های طرحی دهد. این توانست می طراح که را پارامترهایی همچنین و دارند وجود طراحی

دهند. نشان ، دهد تغییر بیشتر سازی بهینه جهت114

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

طراحی کنترل حال در هایی محدودیت چه بداند که طراح به کمک برای با کنند نمی تامین را طراح نظر مورد مشخصات که شرایطی ، هستند

مبدل است.اگر شده داده نشان نظر مورد مقدار کنار ( در*) ستاره یک و لوله نیاز مورد طول کنار در ستاره عالمت باشد، داشته کمی سطح

شود. می ظاهر فشار افت کنار در کند، تجاوز مجاز حداکثر از اگرها طراحی ج( مرور

نقطه تا را ها طراحی همه کارایی و هندسی شکل مرحله این در طراح تا دهد می اجازه کاربر به دقیق مقایسه کند. این می مرور نظر مورد را مبدل بهترین و کند مشخص را مختلف های طراحی تغییرات تاثیر مرور این که است این بر کند. فرض انتخاب نظر مورد کاربرد برای داده نشان سازی بهینه مسیر بخش در که را اطالعات خالصه همان Customize گزینه با تواند می کند. طراح می فراهم طراح برای ، شده

می دهد. طراح تغییر شود می داده نشان برگه این در که را اطالعاتی موردیSelect Case گزینه انتخاب وRecap فهرست به مراجعه با تواند

را طراحی نتایج افزار نماید. نرم انتخاب ، کند طراحی خواهد می که را شده انتخاب که موردی برای کند. می ایجاد مجددا

ها پیام و د( اخطارها

این ، کند پیدا طراحی در مستتر مشکالت افزار نرم که صورتی در از بخش این در خطا های پیام و اخطارها ، ها محدودیت ، تذکرات

115

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

شوند می اعالم شرایطی در ها پیام شوند. این می داده نشان خروجیدهد. می ادامه خود کار به افزار نرم البته ، آید وجود به مشکلی که

می اشاره مشکالتی بروز به ها پیغام : این هشداری های پیغام داد. خواهد ادامه خود کار به برنامه ها آن وجود با که کنند

قبول غیرقابل شرایط ایجاد دهنده نشان پیغام : این خطا پیغام نرم ، شود داده خطا پیام که صورتی باشد. در می برنامه برایندارد. را خود کار ادامه اجازه افزار

محدوده از خارج طراحی شرایط که است معنی : بدین حد پیغام باشد می برنامه برای شده تعریف

ارائه و طراحی یافتن برای که است : شرایطی ها یادداشت پیغام های محدوده مثال برای نمود توجه بدان باید مناسب راهکار

سیال مجاز سرعتطراحی بهبود برای پیشنهادهایی ها پیغام این : در پیشنهادی پیغام

شود. می داده

حرارتی وضعیت خالصه

116

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

را نیاز مورد سطوح و فشار افت ، حرارت انتقال محاسبات بخش این طراحی برای را الزم ها تصمیم بتواند طراح اینکه کند. برای می خالصه

شود. می فراهم او برای کافی اطالعات ، کند اتخاذ حرارتی: شود می تقسیم زیر قسمت چهار به حرارتی وضعیت خالصه بخش

(Performance) الف( عملکرد (Coefficients & MTD) میانگین دمای اختالف و ب( ضرایب

(Pressure Drop) فشار ج( افتTEMA (TEMA Sheet) د( برگه

الف( عملکرد

انتقال اساسی مقادیر ، فرآیند نیاز مورد شرایط از ای خالصه بخش این به نتایج از بخش کند. این می فراهم را حرارت انتقال ضرایب و حرارت که گردد می گرمایی مقاومت تحلیل و عمومی عملکرد برگه دو صورت

شود. می پرداخته ها آن توضیح به اینجا در

عمومی عملکرد و ورودی مایعات و گاز تفکیک به سیال های سرعت بخش این در

کاربردهای شوند. برای می داده نشان لوله خارج و داخل برای خروجی با همراه مبدل طرف دو هر خروجی و ورودی دماهای ، فاز تغییر

حرارتی مبدل در که حالتی میشود. در داده حباب و شبنم نقطه دماهای لوله خارج و داخل حرارت انتقال فیلم ضرایب ، افتد می اتفاق فاز تغییر

117

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

تک کاربردهای گردد. در می گزارش آنها وزنی میانگین صورت به ، در باشد. سرعت می میانگین دانسیته مبنای بر سرعت ، فازی

مبنای بر ها تبخیرکننده در و ورودی شرایط مبنای بر کندانسورها تبادل مقدار مثل عملکرد کلی است. پارامترهای خروجی شرایط سطح و قبول مورد تصحیح ضریب هر با میانگین دمای اختالف ، حرارت

میانگین ، جزئی چند فاز تغییر کاربردهای شوند. در می داده موثر کلی گردد. می محاسبه گرمایی منحنی پایه بر میانگین دمای اختالف وزنی

TEMA : نوع شامل ، شود می تهیه وضعیت خالصه در که مبدل ساختار

تعداد ، مبدل اندازه ، متوالی و موازی های پوسته تعداد ، مبدل مکان ، می لوله گذرهای تعداد و بافل برش و نوع ، لوله خارجی قطر و ها لوله

باشد.

گرمایی مقاومت تحلیل مورد سطوح ارزیابی در او به تا دهد می اطالعاتی طراح به بخش این رسوب شرایط بیشترین و شده بینی پیش رسوب ، تمیز شرایط در نیاز

و ندارد وجود رسوبی هیچ که کند می فرض تمیز کند. شرایط کمک ضریب این از استفاده با و نیست رسوب مقاومت شامل کلی ضریب

گردد. برآورده نیاز مورد یافته توسع سطوح ، تمیز کلی با را مبدل عملکرد ، مختصر طور به ، شده بینی پیش رسوب شرایط افزار کند. نرم می بیان شده بینی پیش رسوب اساس بر کلی ضریب

استفاده رسوب فاکتورهای از ، دهی رسوب وضعیت بیشترین حالت در ) اگر آن افزایش و حرارت انتقال موجود سطح به بسته و کند می

مبدل ) اگر آن کاهش یا ( و باشد داشته نیاز از بیش سطحی مبدل را مجاز رسوب حداکثر ( مقدار باشد داشته نیاز از کمتر سطحی

118

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

به تا دهد می اجازه طراح به کلی مقاومت کند. توزیع می محاسبه Clean ستون به باید کند. طراح ارزیابی را حرارتی های مقاومت راحتی

، است کردن محدود حال در فیلم ضریب کدام که کند تعیین تا کند نگاه ببیند. را رسوب های مقاومت تاثیر تا کند نگاهSpec.Foul به باید سپس بینی پیش رسوب وضعیت و تمیز وضعیت در اضافی سطح بین تفاوت شود. می اضافه رسوب حضور دلیل به که است سطحی مقدار ، شده

آنها که زمانی را مشخص رسوب های مقاومت بودن عملی باید طراح کنند می اشغال را سطح % از50 از بیش یعنی سطح از وسیعی بخش

.کند ارزیابی ،

میانگین دمای اختالف و ب( ضرایب

به دهد. بسته می نشان را فیلم ضریب هر مختلف اجزای بخش این ، میعان ، داغ بخار تبرید حرارت انتقال ضرایب بیشتر یا یک ، کاربرد و جوشش ضرایب ، مایع و بخار محسوس گرمای حرارت انتقال ضریب

به راحتی به رینولدز شد. عدد خواهد داده نشان اشباع زیر سرد مایع که پره بازدهی کند. ضریب تعیین را جریان نوع که کند می کمک طراح

کار به لوله داخل رسوب مقاومت و فیلم حرارتی مقاومت تصحیح در خارج خروجی و ورودی دماهای میانگین فلز میانگین رود. دمای می در و است طرف دو هر فیلم ضریب از تابعی دما است. این لوله

شده تصحیح میانگین دمای شود. اختالف می استفاده مکانیکی طراحی اختالف لگاریتمی میانگین حاصلضرب فاز تغییر بدون کاربردهای برای چند به فرآیند ، فاز تغییر کاربردهای است. برای تصحیح ضریب در دما میانگین دمای اختالف یک ، آنها از هریک برای و شود می تقسیم بازه

119

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

اساس بر ، حرارتی مبدل کلی میانگین دمای شود. اختالف می تعیینشود. می محاسبه گرمایی بار مبنای بر ها بازه این وزنی میانگین

در که سطح واحد در شده منتقل حرارت از است عبارت شارگرمایی تشکیل به منجر تواند می باال شارگرمایی که جوشش کاربردهای

بیشترین دارد. مقدار اهمیت ، شود مایع و لوله دیواره بین بخار پوشش افزار نرم که شاری بر کند می تعیین طراح که ورودی شارگرمایی

دارد. ارجحیت کند می محاسبه

فشار ج( افت

مورد باید که است خروجی بخشهای مهمترین از یکی فشار افت توزیع که جاهایی در فشار افت آیا که کند توجه باید گیرد. طراح قرار تحلیل لوله دسته ورودی ، نازل ورودی ) مثل دارد وجود ناچیزی حرارت انتقال

دهد می ( رخ نازل خروجی و لوله دسته خروجی ، لوله دسته میان در ، باید نازل اندازه افزایش ، دهد رخ زیادی فشار افت نازل در نه. اگر یا

، باشد زیاد لوله دسته خروجی و ورودی که صورتی در و شود لحاظ افت افزار شود. نرم گرفته نظر در باید لوله دسته سطح افزایش

رسوب برای ضخامتی تخمین با لوله در که را دار رسوب حالت فشار مقطع سطح کاهش باعث و بوده رسوب طرف مقاومت مبنای بر که

کند. می محاسبه ، میشود جریان نشان طراح مراجعه برای خروجی و ورودی نازل بین سرعت توزیع ، متقاطع جریان های سرعت دوفازی کاربردهای شود. برای می داده

د.باش می ، ها لوله یا و ها بافل میان در بخار جریان بیشترین مبنای بر

120

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

مکانیکی وضعیت خالصه

: شود می تقسیم بخش سه به مکانیکی وضعیت خالصه بخش

( Exchanger Dimensions) مبدل الف( ابعاد (Vibration & Resonance Analysis) تشدید و ارتعاش ب( آنالیز

Setting Plan & tubesheet) ها لوله صفحه آرایش و نصب نقشه( ج

Layout)

مبدل الف( ابعاد

طور به ها لوله دسته و ها لوله ، نازل ، جلویی کلگی ، پوسته ابعاد این های آیتم از است. برخی شده داده توضیح خروجی این در خالصه برش ، ها لوله طول و تعداد ، ها نازل ، سیلندر : قطر از عبارتند شاخهبافل

تشدید و ارتعاش ب( آنالیز

باعث تواند می حرارتی مبدل پوسته بر جریان اثر بر لوله ارتعاش با که است اهمیت حائز نکته شود. این لوله دسته بر جدی های آسیب کرد محدود را ارتعاش وقوع امکان ، طراحی مراحل در تغییراتی انجام

TEMA شود. استاندارد جلوگیری احتمالی ارتعاش های آسیب از تا

Hetran های برنامه در که باشد می ارتعاش تحلیل برای راه دو شامل

شود. می انجامها لوله صفحه آرایش و نصب ج( نقشه

121

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

آن در که کند می ایجاد حرارتی مبدل از کلی ترسیم یک نصب نقشه را ها بافل واقعی جایگاه و ها نازل موقعیت ، ها فلنج نوع ، ها کلگی نوعشود. می مشخص پوسته خروجی و ورودی های نازل کنار در

ها لوله شده انتخاب چیدمان از کلی ترسیم یک ها لوله آرایش نقشه ، نگهدارنده صفحه ، ها لوله ، پوسته های نازل آن در که کند می ایجاد هر در لوله تعداد و لوله گام ، لوله آرایش ، گذرها مسیر ، بافل برش مشکالت کردن حل و فهمیدن برای نقشه شود. این می مشخص ردیف

است. مفید لوله دسته و پوسته خروجی و ورودی در باال های سرعت

(Calculation Details) محاسبه جزئیات

: شود می تقسیم بخش شش به محاسبه جزئیات شاخه (Interval Analysis – Tube Side) لوله داخل های بازه تحلیل (Interval Analysis – Shell Side) پوسته داخل های بازه تحلیل (VLE – Hot Side) گرم طرف بخار- مایع تعادلی منحنی (VLE – Cold Side) سرد طرف بخار- مایع تعادلی منحنی (Maximum Rating) ارزیابی حداکثر

( Property Temperature Limits) خواص دمای حدود

122

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

/ پوسته لوله داخل های بازه تحلیل

، بخار خواص ، مایع خواص مقادیر با جدولی ، ها بازه تحلیل بخش بخش دمایی محدوده در گرمایی بار و حرارت انتقال ضرایب ، عملکرد

هایی برگه صورت به اطالعات کند. این می فراهم طراح برای را لوله: شد خواهند داده نشان شرح بهمایع خواص

بخار خواصعملکردفازی حرارت- تک انتقال ضریبحرارت- میعان انتقال ضریبتبخیر – حرارت انتقال ضریببارگرمایی

/ سرد گرم طرف بخار- مایع تعادلی منحنی

تبع به ، باشد کرده تولید را گرما منحنیHetran افزار نرم که صورتی در شامل بخش شد. این خواهند فراهم نیز مایع و بخار تعادلی اطالعات

: بود خواهد زیر نتایج

بخار- مایع تعادلتبخیر میعان جزئیات /بخار خواصمایع خواص

123

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

Aerotran افزار نرم با آشنایی

و ارزیابی ، طراحی جهت که است افزاری نرمAerotran افزار نرم ای دسته بر عمود گاز جریان آن در که حرارتی های مبدل سازی شبیه

هوایی های مبدل است. انواع شده طراحی ، کند می عبور ها لوله از : کولرهای از عبارتند اند شده داده پوششAerotran افزار نرم در که

کوره جابجایی بخش و ها کوره خروجی اکونومایزر های مبدل ، هوایی را ها مبدل نوع این صنعتی کاربردهای اغلب افزار نرم این بر ها. عالوه

را فاز تغییر بدون های مبدل و ها کننده تبخیر ، کندانسورها شامل تعداد تواند می برنامه هوایی حرارتی های مبدل دهد. برای می پوشش

مورد در و القایی و اجباری جریان های حالت برای را نیاز مورد های فن حالت سه افزار نرم کلی حالت نماید. در محاسبه پره مختلف انواع

سازی شبیه ، ارزیابی ، : طراحی دارد زیر شرح به اجرایی حداقل ، مشخص حرارتی انتقال مقدار برای برنامه طراحی حالت در

و مجاز فشار افت ، حرارت انتقال میزان به توجه با را مبدل اندازه طراحی افزار نرم مینماید. همچنین سازی بهینه سیال های سرعت حالت این دهد. در می انجام مورد چندین در جزئیات تمامی با را دقیقی

سیال دمای یا و هوا جریان دبی پارامترهای تواند می طراح مهندس های هزینه دهد اجازه افزار نرم به که دهد تغییر نحوی به را خروجی

124

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

گردد اجرا افزار نرم که گردد. زمانی بهینه کولر اندازه یا و عملیاتی های گزینه که کند می مشخص جزئیات با نیز را سازی بهینه مسیر

گزینه گیرد. این قرار طراحی اختیار در مناسب طراحی جهت بیشتری بهینه کنترل در را قیود ( تاثیر میانی های طراحی دیگر عبارت به ) یا ها

کاهش جهت پارامترها کدام که کند می بیان و دهد می نشان سازیگردد. اصالح بایستی حرارتی مبدل اندازه

شرایط و ابعاد با موجود هوایی کولر یک کارایی ارزیابی حالت در سطح حالت این در گیرد. برنامه قرار بررسی مورد مشخص عملیاتی

کولر آیا که دهد می قرار بررسی مورد را موجود حرارت انتقال شرایط ورودی جریان عملیاتی شرایط در حرارت انتقال جوابگوی

نماید. بینی پیش را خروجی های جریان فرض پیش های داده از ای گسترده مجموعهAerotran کلی، بطور

در ورودی های داده حجم کاهش در شایانی کمک که دارد طراحینماید. می طراح به طراحی هنگام اطالعات به حیاتی نیاز که میعان و تبخیر پیچیده محاسبات انجام جهت های داده تواند می که این بر عالوه طراح ، دارد وجود بخار- مایع تعادل

افزار نرم به مختلف دماهای در را خود دلخواه فیزیکی خواص ، تعادلینماید. استفاده افزار نرم اطالعاتی بانک از سادگی به تواند می ، دهد

اساس بر مکانیکی طراحی پایه های رویه و ها روش دارای برنامه کمک هزینه تخمین در میتواند رو این از و باشد میAPI 661 استاندارد خارج مکانیکی تفصیلی طراحی ، این وجود نماید. با طراح به فراوانی

دارد. قرارAerotran برنامه اهداف از

125

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

Aerotran افزار نرم طراحی های روش

جستجو حرارتی مبدل برای را پیکربندی افزار نرم ، طراحی حالت در تعدادی افزار نرم کند. این تامین را فرآیند مطلوب شرایط که کند می دهد. می تغییر کار خود طور به جستجو هنگام را هندسی پارامترهای از به را ممکن های بندی پیکر همه تواند نمی حاضر افزار نرم که آنجا از

تمام سازی بهینه به منجر تواند نمی بنابراین کند ارزیابی خودکار طور که کند ایجاد پیکربندی در را تغییراتی تواند می طراح اما ، شود عیاریشود. بهتری طراحی به منجر

: کند تامین را زیر موارد که است طراحی جستجوی در افزار نرم

نیاز مورد حرارت انتقال برای کافی سطحمجاز محدوده در فشار افتقبول قابل فیزیکی اندازهسیال قبول قابل های سرعت

مکانیکی ساخت بودن عملی طراحی هر هزینه تواند می افزار نرم ، شده ذکر مطالب همه بر عالوه

سازی بهینه در افزار نرم استدالل بر هزینه البته که بزند تخمین را طور به که دارند وجود مکانیکی پارامتر30 از ندارد. بیش تاثیری

برای که گذارند می تاثیر مبدل حرارتی بازده بر مستقیم غیر یا مستقیم نیست. بنابراین عملی پارامترها این ترکیبات همه ارزیابی افزار نرم

126

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

که را پارامترها از تعدادی فقط افزار نرم ، فرآیند از مستقل نسبتا طور به ، هستند ساخت طرز گرفتن نظر در یا داری نگه ، عملیاتدهد. می تغییر خودکار

باندل : عرض از عبارتند شوند می بهینه خودکار طور به که پارامترهایی طول ، موازی و سری واحدهای در ها باندل ، لوله های ردیف تعداد ،

فن. تعداد و ها لوله تعداد ، لوله گذرهای تعداد ، ها لوله بهینه مهندسی صحیح دید مبنای بر باید طراح مهندس را پارامترها سایر

، لوله خارجی : قطر از عبارتند پارامترها مهمترین از کند. برخی سازی لوله نوع ، نازل های اندازه ، پره ابعاد ، لوله گام ، مواد جنس ، پره نوع

جهت ، لوله دیواره ضخامت ، فن برای الزم شرایط ، پره دانسیته ،لوله. صفحه نوع و ها لوله آرایش ، مبدل گیری

Teams افزار نرم با آشنایی

127

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

های برنامه از جامعی و کامل مجموعه ،Aspen Teams برنامه و لوله و پوسته های مبدل ارزیابی و مکانیکی طراحی برای کامپیوتری

باشد. می پایه فشار تحت مخازن اساس بر اجزا همه برای مطلوبی ابعاد برنامه این ، طراحی حالت در

کند. می تعیین طراحی های ویژگی مطابقت برای را اجزا از یک هر مشخص ابعاد برنامه ، ارزیابی حالت در می کنترل طراحی شرایط اساس بر استانداردها و کاربردی کدهای با

کند. ها هزینه جزئیات از تخمینی ، مکانیکی طراحی محاسبه بر عالوه برنامه

طریق از را جزئیات ترسیمات و مواد از کاملی حساب صورت ،دهد. می نشان گرافیکی متعدد ابزارهای

Aspen Teams، پوشش را ساختاری های جایگزین از ای گسترده میزان اتصاالت و ها نازل ها، فلنج ها، کلگی انواع تمام جمله از دهد می

کنندگان تولید انجمن استاندارد مفاد همه با ها برنامه انبساط. این مکانیکی طراحی کدهای سایر ( وTEMA) ای لوله حرارتی های مبدل

CODAP ( ، آمریکایی ) کدASME با موجود های دارد. نسخه مطابقت

دارند. این ( هماهنگی آلمانی ) کدAD Merkblatter ( و فرانسوی ) کد شده صادر ضمائم و اصالحات با همزمان مرتب طور به ها برنامهشوند. می درآورده روز به کد مجریان وTEMA توسط طوریکه به ، کند طراحی برنامه یک در را اجزا همه تواند می طراح اگر اینکه یا و دهد قرار توجه مورد را متعدد عناصر متقابل تاثیر برنامه نماید. هر طراحی جداگانه طور به را برنامه هر میتواند است مایل

شود. طراحی خودش به مخصوص ویژگی با تواند می بخش

128

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

بهینه را انبساط اتصاالت و ها نازل تقویت ، ها فلنج طراحی برنامه این و کرده تست را متعددی امکانات اتوماتیک طور به کند. و می سازی مواد های هزینه و کاری ویژه های اولویت اساس بر را طرح بهترینکند. می انتخاب

، ها نازل جاگذاری برای پذیری انعطاف از باالیی درجهTeams برنامه باالبر دسته ، انبساط اتصاالت ، پوسته های دارنده نگه ، ها کوپلینگ

ارائه اتصاالت میان ناسازگاری برای جامعی کنترل نیز و دهد می ارائهدهد. می

و دهد می انجام را خارجی و داخلی فشارهای محاسباتTeams برنامه حداکثر ، مفروض خارجی فشار برای ضخامت حداقل از ای خالصه فشار برای اندازه حداکثر یا ، واقعی ضخامت برای خارجی فشار

دهد. می ارائه را واقعی ضخامت و معین خارجی مواد خصوصیات شده ذخیره اطالعاتی بانک به اتوماتیک طور به برنامه

، االسیسیته مدول ، مجاز فشار ، : چگالی جمله از ، دارد دسترسیماکزیمم. ضخامت و حرارتی رسانایی ، حرارتی انبساط ضریب

AFNOR ( ، ) آمریکاییASTM دسترس در اطالعاتی های بانک

می طراح چنین باشند. هم ( می ) آلمانیDIN ( و ) فرانسوی در آن از بتواند تا بسازد مواد از را خود شخصی اطالعاتی بانک تواند

تواند می کند. طراح استفاده استاندارد اطالعاتی های بانک با ارتباطدهد. انجامPrimetals اطالعاتی بانک برنامه از استفاده با را کار این

شده ذخیره صورت به نیز طراحی استاندارهای و مهم مواد از بسیاری ، ANSI استاندارهای اساس بر لوله استاندارد : برنامه مانند ، استISOو DINاستانداردهای اساس بر فلنج استاندارد های طراحی و

ANSI ، APIو DIN.

129

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

Teams، طور به که کند می استفاده داده پایگاه چند از همچنین : هزینه باشد. شامل می دسترس در برنامه اجرای خالل در اتوماتیک

، خرید های شیوه مثال عنوان ) به مواد استانداردهای ، مواد های ابعاد حداکثر مثال عنوان ) به ساخت استانداردهای ( ، تکمیلی عوامل برای ها روش ارتباط ( ، کار های هزینه ، نازل استحکام مراحل ، غلتک

نوع هر برای کار بر موثر عوامل ، مواد بندی طبقه راه از بخش هرکاربردی.

و شرکت طراحی کردن منعکس برای را داده پایگاه تواند می طراح این انجام کند. برای اصالح مواد های هزینه و ساخت استانداردهای

کند. استفادهNewcost برنامه از تواند می تغییرات طراحی ترسیمات که دارد وجودTeams برنامه از ترسیمی سطح دو

لوله صفحه و لوله دسته آرایش ، مقطعی ترسیم ، نصب نقشه ) شامل ( می اجزا همه برای جزئیات ترسیمات ) شامل ساخت ترسیمات ( و

باشد.Teamsمی پیشنهاد خود ترسیمات ایجاد برای زیادی های انتخاب حق

کند. پرینترهای و پالترها متعدد، نمایشگرهای از ، ترسیم برنامه از استفاده

های برنامه از بسیاری با تواند می همچنین و کرده پشتیبانی لیزریCADمشترک های فایل و DXFیا IGESباشد. داشته ارتباط

Props برنامه

Propsمنبع سه از شیمیایی فیزیکی خصوصیات که است ای برنامه : دهد می قرار ارزیابی مورد را ممکن

130

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

اطالعاتی بانک Aspen B-jac

برنامه توسط شده ساخته ، طراح شخصی اطالعت بانک Priprops

Aspen properties plusبخار- تعادلی منحنی ایجاد صورت در ) تنها ( باشد دسترس در تواند می مایع

نشان برای مستقل برنامه یک عنوان به برنامه این از تواند می طراح کند. استفاده ، جزئی چند ترکیب یا و جزء یک خصوصیات پرینت یا دادن

دمای نقطه یک در را دما به وابسته خصوصیات تواند می طراح ، مشخص دمایی فواصل از استفاده با دماها از تعدادی حتی یا مشخص

بخار- تعادلی منحنی کند درخواست تواند می همچنین و کند درخواستشود. داده نمایش مایع

های برنامه سایر اطالعاتی های بانک به مستقیم طور به همچنین طراحAspen B-jacمانند Hetranو Aerotranمنوال دارد. همین دسترسی

دارد. وجود ها برنامه این از هریک درprops در استفاده مورد مواد مورد1500 از بیش شاملB-jac استاندارد اطالعاتی بانک

خام نفت ، شیمیایی فرآیند در که است مرکب و خالص شیمیایی گیرد. طراح می قرار استفاده مورد صنایع سایر ( و ) پترولیوم

بازیابی آن شیمیایی فرمول با یا کامل اسم با یا را جزء هر تواند میکند. با برخی گرچه ، اند شده ذخیره گاز و مایع خصوصیات با اجزاء اکثر

اند. شده ذخیره گاز فقط خصوصیات با مابقی و مایع فقط خصوصیات آن به که دارد دمایی میزان ، جزء هر برای دما به وابسته خصوصیت هر

داشته دسترسی خصوصیتی به کند سعی که زمانی است. طراح مرتبط131

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

خواهد روبرو اخطار با باشد خارج شده ذخیره دمای میزان از که باشدشد.

با شخصی اطالعاتی بانک تواند می طراح ، انتخاب یک عنوان به به برنامه بسازد. اینPriprops نام بهAspen B-jac برنامه از استفاده

نام تحت اطالعاتی بانک در را هایش داده که دهد می اجازه وی اطالعات بانک در را جزء هر تواند می و کند ذخیره خود مخصوص ، است موجودB-jac اطالعاتی بانک در که هایی آن با خود شخصی نماید. ترکیب

Qchex برنامه

محاسبه را لوله و پوسته های مبدل برای بودجه هزینه ،Qchex برنامه در که است هزینه تخمین های روش از مستقل نسخه تنها کند. این می

است. شده ساخته Aspen Hetran حرارتی طراحی برنامه هزینه تخمین های روش از ای مجموعه زیر هزینه تخمین های روش این

ترسیمات و جزئیات هزینه تخمین ،Teams برنامه از قسمتی که هستند مکانیکی طراحیTeams حالیکه باشند. در می لوله و پوسته مبدل

132

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

، کند می سازی شبیه را جزء هر ساخت و داده انجام را کاملیQchexاز برخی ضخامت و داده انجام را جزئی مکانیکی طراحی تنها شبیه را اجزاء از برخی ساخت برنامه زند. این می تخمین را اجزاء اجزاء دیگر برای عملی همبستگی از بیشتر حالیکه در کرده سازی

کند. می استفاده ساخت استانداردهای و مواد های هزینه داده پایگاه ازQchex برنامه

آن ازTeams برنامه که است ای داده پایگاه همان کند. این می استفادهکند. تغییرCost option با تواند می داده کند. پایگاه می استفاده

زیادی عوامل به بستگیQchex برنامه از آمده بدست های تخمین دقت میزان ، شده تعیین آن در حرارتی مبدل که : جزئیاتی جمله از ، دارد حداکثر به نیازمندی ، ساخت استاندارد از انحراف ، نیاز مورد مواد

( ، کیفیت با ) آلیاژهای مطلوب مواد از استفاده ، طراحی شرایط یا شده خریداری حرارتی مبدل که ای منطقه یا کشور ، رقابت درجهاست. شده نصب

تواند می ، دارد دسترسیTeams وQchex برنامه دو هر به طراح اگر: کند استفاده مناسب برنامه از زیر معیارهای اساس بر

Teams از استفادهQchex از استفاده

دارد نیاز دقیق هزینه به زمانیکهدارد نیاز بودجه هزینه به زمانیکه جزئیات خواهد می زمانیکهدارد کمی نسبتا شناخت دقیق ترکیب از زمانیکه

بداند را دقیق مورد دقیق مکانیکی طراحی زمانیکهاست کافی کلی مکانیکی طراحی زمانیکه

است نیاز کار و مواد لیست جزئیات به زمانیکهندارد مواد و کار جزئیات به نیاز زمانیکه

است نیاز

133

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

Ensea برنامه

Ensea، صفحه بروی لوله مجراهای و ها حفره محل که است ای برنامه عمال برنامه کند. این می طراحی را لوله و پوسته حرارتی مبدل لوله را حرارتی های مبدل صنعت در نیاز مورد های چیدمان و ها اندازه همه

برش مکان ، ها حفره محل تعیین بر عالوه دهد. برنامه می پوششکند. می تعیین را هاtie rod مناسب تعداد و بافل های: از عبارتند که دارد سازی بهینه روش سه برنامه این

مشخص پوسته قطر برای ها لوله تعداد سازی حداکثرها لوله تعداد و مشخص پوسته قطر برای چیدمان سازی بهینهها لوله از مشخصی تعداد برای پوسته قطر سازی حداقل

134

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

که ، باشد نامتقارن یا متقارن پایین به باال از تواند می چیدمان این این ، چندگذر های چیدمان است. برای متقارن چپ به راست از همیشه حرکت را عبوری های پارتیشن که دارد ای پیشرفته بهینه روش برنامه

منطقی طور به حالیکه در برساند حداکثر به را ها لوله تعداد تا دهد میدارد. می نگاه متعادل عبور هر در را ها لوله تعداد

دارد. شکلU های لوله چیدمان برای زیادی های تواناییEnsea برنامه لوله هر طول و تعداد و کند می تعیین راU خمیدگی جدول برنامه

Uکند. می محاسبه را ها لوله همه کلی طول و دهد می نشان را شکل تا است شده ساخته برنامه درTEMA استاندارد مناسب های بخش ها فرض کند. پیش فراهم سازی مرتب برای را فرض پیش های مقدار

شوند. باطل توانند می تمایل صورت در از ترسیمی تواند می طراح ،Ensea برنامه خروجی از بخشی عنوان به

و متعدد گرافیکی ابزارهای به بتواند که کند ایجاد را لوله صفحه چیدمانباشد. ارسال ( قابلCAD) کد های سیستم ها لوله تعداد و ها لوله ردیف تعداد تغییر امکان همچنینEnsea برنامه

موجود لوله صفحه آرایش اگر اینکه یا و کند می فراهم را ردیف هر در داده کردن مشخص با و داده انجام دوباره را آرایش توان می استداد. انجام را ترسیم ، لوله ردیف در که است لوله صفحه آرایش روشهای همان محتوی ،Ensea برنامه ،Teams مکانیکی طراحی برنامه و ،Hetran حرارتی طراحی برنامه توسط که لوله صفحه آرایش میگیرد. بنابراین قرار استفاده مورد

برنامه در استفاده مورد لوله تعداد با ، است شده تعیینEnsea برنامهHetranدارد هماهنگی میرود کار به طراحی حالت در که .

135

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

Metals برنامه

Metals، ساخت در استفاده مورد مواد خواص که است ای برنامه گسترده حیطه شامل برنامه کند. این می بازبینی را فشار تحت مخازن

مثال، عنوان ) به متفاوت بسیار اشکال به آلیاژها و خالص فلزات از ای غیر مواد شامل باشد. همچنین ( می ای کوره قطعه ، صفحه ، لوله

باشد. می نیز واشر فرم به فلزی بانک همان . این دارد دسترسی مواد اطالعاتی بانک بهMetals برنامه

برنامه و ،Teams مکانیکی طراحی برنامه از که است اطالعاتی است. بانک آمده دست بهAerotran وHetran حرارتی طراحی

بخش چند به ، اصلی کشور یا مواد استاندارد اساس بر اطالعات AFNOR، آمریکایی مواد برایASTM: مثال برای ، است شده تقسیم

با توان می آلمانی. طراح مواد برایDIN ، فرانسوی مواد برای ای ماده چه که کند مشخص ،B-jac ماده معرف رقم چهارم از استفاده

از تواند می که دارد وجود ماده معرف کلی رقم دو دارد. همچنین نیاز را کند. این استفادهTeams وHetran ،Aerotran های برنامه در آنها

به ( ، کربن استیل مثال عنوان ) به را کلی ماده ، ماده کلی معرفهای میگیرد تصمیم برنامه . این میکنند معرفی مواد از مشخصی طبقه جای

136

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

مورد ماده نوع و اندازه اساس بر ویژگیهایی با مخصوص ماده کدام که بخصوصی مواد چه از که کند تعیین میتواند گیرد. طراح قرار استفاده

کند. استفادهDefmats داده پایگاه از استفاده با ماده کل وظایف برای ویژگی شکل ( به مجاز فشار مثال عنوان ) به دما به وابسته های داده است. برای شده ذخیره منبع، در مفروض داده با مطابق داده های

برای و شود می عمل وارد برنامه ، شده ذخیره های داده دماهای برخواهد صفر مقدار به برنامه ، شده ذخیره های داده از خارج دماهایگشت.

اساس بر که باشد می هزینه اطالعات شامل همچنین اطالعات بانک (،kg$/ یاb$/ مثال عنوان ) به است شده ذخیره وزنی واحد هر قیمت

) به است شده ذخیره طولی واحد هر قیمت اساس بر که لوله جز به 1.65 ، خارجی قطر متر میلی19.05 ( برایm$/ یاft$/ مثال عنوان ، هزینه داده پایگاه از استفاده با توان لوله. می ضخامت متر میلی

داد. تغییر را هزینه اطالعات در طراح که دمایی محدوده در دما به وابسته خواص ،Metals برنامه از تواند می همچنین کند. طراح می بازبینی را کند می تعیین ورودیمثال عنوان ) به مشخص رقم یا ماده نام جستجوی برایMetals برنامه

SA-240بانک در که کند می استفاده ای ماده از اگر و کند ( استفاده اطالعاتی بانک تواند می ، نیست موجود ،B-jac استاندارد اطالعاتی بسازد. Primetals برنامه با را خود شخصی

137

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

Primetal برنامه

Primetal، اطالعاتی بانک تا دهد می اجازه طراح به که است ای برنامه اطالعاتی بانک در موجود مواد کننده تکمیل که کند ایجاد را خود مواد

است. Metals برنامه و پیج ، کوپلینگ ، ای کوره قطعه ، لوله ، صفحه شکل به توانند می مواد

خصوصیات و کند می تعیین را ماده نام طراح . زمانیکه باشند واشر برنامه از هریک در را جدید ماده نام تواند می ، نماید می ذخیره را ماده استفاده ، است مجاز آن در مشخص مواد نامهای ،کهAspen B-jac هایکند.

: دهد می ارائه را زیر عملکردهایPrimetal برنامهماده کردن اضافه

ماده خصوصیات کردن اصالح

ماده حذف

مواد لیست پرینت یا و نمایشمواد خصوصیات پرینت یا و نمایش تمامی که دلیل این به ، ندارد ورودی اطالعاتی فایل به نیاز برنامه این

را ورودی های داده است. طراح شده ذخیره اطالعاتی بانک در ها داده کند. می مشخص استفاده، زمان درPrimetalبرنامه در مستقیما متریک یا وUS ، SI واحدهای از یک هر در تواند می ورودی اطالعات ویژگیهای ، : اسامی شوند می تقسیم دسته سه به شوندو مشخص

دما به وابسته ویژگیهای ، ثابت

138

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

: از عبارتند اسامی

( حرف78 ) تا کامل اسممکانیکی طراحی خروجی ( برای حرف39 ) تا کوتاه اسم

مواد لیست ( برای حرف24 ) تا کوتاه بسیار نام

: شامل ثابت ویژگیهای

ماده نوع و کالس

رواج و قیمتکوپلینگ ، ای کوره قطعه ، صفحه ، لوله برای معادل ماده تعداد

چگالیضخامت حداقل

گروه تعداد و پی تعداد

خارجی فشار جدول

کشش حداقل

ایکس اشعه از مصونیت برای ضخامت ماکزیمم

پواسون ضریب

معتبر قطر حداکثر و حداقل

: شامل حرارتی وابسته ویژگیهای

حرارتی رسانایی

مجاز فشار

حرارتی انبساط ضریب

139

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

االستیسیته مدولفشار شدت

کششی مقاومت

Newcost برنامه

Newcost، پرینت و اصالح برای که است داده پایگاه نگاهدارنده برنامه Aspen B-jac های برنامه با ارتباط در مواد و کار هزینه فایلهای لیست

دهد. می نشان را هزینه تخمین که است شده طراحیB-jac، برنامه های نسخه از یک هر برای استاندارد داده پایگاه یک

تغییرات ، دهد می داده پایگاه در تغییری طراح کند. زمانیکه می فراهمکند. می باطل را استاندارد داده پایگاه در موجود مقادیر همه وی

کاری شاخه باید طراح ابتدا ،Newcost داده پایگاه کاردر شروع برای شود مستقر آن در یافته تغییر داده پایگاه خواهد می که جایی به را خود

140

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

سایر یا-Aspen B های برنامه شاخه همان تواند می دهد. این تغییر ، ،Newcost برنامه از استفاده با وقتی باشد. طراح کاربر های شاخه زیر

می ذخیره وی جاری شاخه در همواره تغییرات ، دهد می انجام تغییری های شاخه بر ای جداگانه داده پایگاههای تواند می ترتیب شود. بدین

و ها طرح برای متفاوت ای هزینه نیازمندیهای که ، بسازد مختلفدهد. انعکاس را متفاوت پیشنهادات

. دهد می را متفاوت داده پایگاه6 به دسترسی امکانNewcost برنامه: از عبارتند که

کاری تطبیق و کلی هزینه.1

اجرایی و ساخت استانداردهای.2

ساخت به وابسته مواد استانداردهای.3

جوشکاری استانداردهای.4

کار موثر عوامل.5

مواد های هزینه.6

141

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

مواخذ و منابع

ASPEN B-JAC با صنعتی های مبدل - طراحی1 ، زاده مراد معصومه مهندس ، باغمیشه غالمرضا : مهندس نویسندگان

زاده هدایت مهدی سید مهندس ، درستی رضا مهندس

ASPEN HHFS+ با حرارتی های مبدل - طراحی2جاوونی ابوالفضل : مهندس تالیف

گرما های کن - مبادله3Sadik Kakac , Hongtan Liu: تالیف

صنایع سپهر : دکتر ترجمه

4 -Fundamentals of Heat Exchanger Design Ramesh K.Shah , Dusan P.Sekulic: تالیف

5 -Heat Exchanger Design HandbookE U Schlunder : تالیف

www.iran_eng.com ایران مهندسان باشگاه - سایت6

www. gigapaper.com رایگان مقاالت تامین علمی انجمن - سایت7

142

www.prozhe.com مرجع دانلود رایگان پروزه های دانشجویی

www.irexpert.ir ایران متخصصین مرجع - سایت8

143