گزارش کار مبدل حرارتی پوسته و لوله

مقدمه:

در این گزارش کار، به بررسی عملکرد یک مبدل حرارتی پوسته و لوله می‌پردازیم.

مشخصات مبدل:

• نوع مبدل: پوسته و لوله
• جنس لوله‌ها: مس
• جنس پوسته: فولاد
• تعداد لوله‌ها: 100
• قطر لوله‌ها: 25 میلی‌متر
• طول لوله‌ها: 2 متر
• نوع جریان: همسو
• سیال گرم: آب
• سیال سرد: روغن

شرح آزمایش:

در این آزمایش، آب گرم از طریق لوله‌ها و روغن سرد از طریق پوسته جریان می‌یابد. دمای ورودی و خروجی هر دو سیال اندازه‌گیری می‌شود و با استفاده از معادلات انتقال حرارت، میزان حرارت منتقل شده توسط مبدل محاسبه می‌شود.

مراحل آزمایش:

1. راه‌اندازی پمپ آب گرم
2. تنظیم دمای آب گرم
3. راه‌اندازی پمپ روغن سرد
4. تنظیم دمای روغن سرد
5. اندازه‌گیری دمای ورودی و خروجی آب گرم
6. اندازه‌گیری دمای ورودی و خروجی روغن سرد
7. ثبت مقادیر اندازه‌گیری شده در جدول
8. محاسبه دبی حجمی آب گرم و روغن سرد
9. محاسبه ظرفیت گرمایی آب گرم و روغن سرد
10. محاسبه میزان حرارت منتقل شده توسط مبدل

محاسبات:

• دبی حجمی آب گرم:

Q_h = m_h * v_h

• دبی حجمی روغن سرد:

Q_c = m_c * v_c

• ظرفیت گرمایی آب گرم:

C_h = m_h * c_ph

• ظرفیت گرمایی روغن سرد:

C_c = m_c * c_pc

• میزان حرارت منتقل شده توسط مبدل:

Q = C_h * (T_hi - T_ho) = C_c * (T_co - T_ci)

نتایج:

• دمای ورودی آب گرم: 80 درجه سانتی‌گراد
• دمای خروجی آب گرم: 60 درجه سانتی‌گراد
• دمای ورودی روغن سرد: 20 درجه سانتی‌گراد
• دمای خروجی روغن سرد: 40 درجه سانتی‌گراد
• دبی حجمی آب گرم: 0.01 متر مکعب بر ثانیه
• دبی حجمی روغن سرد: 0.02 متر مکعب بر ثانیه
• ظرفیت گرمایی آب گرم: 4.2 کیلوژول بر کیلوگرم درجه سانتی‌گراد
• ظرفیت گرمایی روغن سرد: 2.2 کیلوژول بر کیلوگرم درجه سانتی‌گراد
• میزان حرارت منتقل شده توسط مبدل: 2.1 کیلووات

مناقشه:

با توجه به نتایج به دست آمده، مبدل حرارتی پوسته و لوله مورد آزمایش، 2.1 کیلووات حرارت را از آب گرم به روغن سرد منتقل می‌کند. این مقدار حرارت با مقدار محاسبه شده بر اساس معادلات انتقال حرارت مطابقت دارد.

نتیجه‌گیری:

مبدل حرارتی پوسته و لوله مورد آزمایش، عملکرد مطلوبی از خود نشان داده است و می‌تواند به طور موثری برای انتقال حرارت بین دو سیال استفاده شود.

پیشنهادات:

• می‌توان از عایق‌بندی مناسب برای پوسته مبدل استفاده کرد تا از هدر رفتن حرارت جلوگیری شود.
• می‌توان از پمپ‌های با بازده بالاتر برای افزایش دبی حجمی سیالات استفاده کرد.
• می‌توان از جنس‌های با ضریب انتقال حرارت بالاتر برای لوله‌ها و پوسته مبدل استفاده کرد.