این تحقیق به بررسی نحوه استفاده از ترموسیفون در صنایع مختلف و تجزیه و تحلیل اثر بار حرارتی ترموسیفون و محاسبه ضریب کلی انتقال حرارت و جابجایی برروی آن میپردازد.
در فصل اول به بررسی بازیافت گرما و کاربردهای آن در صنعت پرداخته ایم.
در فصل دوم در مورد لوله های گرمایی و انواع آن و همچنین مصارف آن در صنایع مختلف بحث شده است.
در فصل سوم به نحوه استفاده از ترموسیفون در صنعت نانوایی و فواید آن در جلوگیری از اتلاف انرژی اشاره شده است.
در فصل چهارم به بررسی تاثیر نسبت هندسی و نسبت پر شدن بر ویژگی های انتقال گرمای یک ترموسیفون بسته دو فازی پرداخته ایم .
در فصل پنجم اثر بار حرارتی یک ترموسیفون و محاسبه ضریب کلی انتقال حرارت و جابجایی بر روی آن را مورد بررسی قرار دادیم . همچنین ترجمه لاتین مباحث این فصل نیز ضمیمه این پروژه می باشد .
با صنعتی شدن بیش تر جهان، بخش صنعتی انرژی بیش تری را نسبت به گذشته مصرف می کند . بیش تر انرژی برای مقاصد صنعتی، هم چون تولید بخار، آب داغ، دستگاه های گرم کننده و محرک استفاده می شود. مصرف انرژی رو به افزایش است اما منابع انرژی موجود در حال کاهش می باشند. این امر هشداری است برای بخش صنعتی . در نتیجه بخش صنعتی سعی در بازیافت و دسترسی مجدد به انرژی مصرف شده داشته است.
بازیافت گرمای هدر رفته یکی از گزینه ها در محافظت از انرژی و حفظ منابع انرژی است. سال هاست که این روش مورد تحقیق و بررسی بوده است . استفاده از روش بازیافت گرمای هدر رفته برای صنایع تازگی ندارد. لوازم بازیافت گرمای هدر رفته ، به عنوان مثال ، مبدل های گرمایی می باشند. هر وسیله ای که مبادله گرما را میان دو سیال تسهیل نماید ، ممکن است یک مبدل گرمایی دانسته شود . تنوع کاربردهایی که در آن ها از لوازم مبدل های گرمایی استفاده می شود ، دامنه ی وسیعی از لوازم را شامل می شوند که در پیشرفته بودن به لحاظ فنی و اندازه شامل لوازمی چون رادیاتورها و یخچال های خانگی، موتور هواپیما ها و موتور وسایل نقلیه و کارخانه فرآوری شیمیایی می شوند. در نتیجه ، شکل های مختلف مبدل های گرمایی طراحی شده اند. این ها اغلب تحت عنوان recuprators یا regenemtor بسته به فرآیند ی که از طریق آن مبادله گرمایی میان 2 سیال انتقال گرما صورت می پذیرد ، نامیده می شوند. استفاده از روش بازیافت گرمای هدر رفته نه تنها مصرف منابع عمده را کاهش می دهد ، بلکه آزاد سازی دی اکسید کربن به محیط را نیز می کاهد. و نقش مهمی در کاهش تولید دی اکسید کربن با کاهش مصرف منابع عمده انرژی هم چون ، زغال سنگ، سوخت فسیلی، و غیره ، ایفا می کند. جنبه ی محیطی، همچنین برای بخش صنعتی یک مورد نگرانی بوده است. امروزه ، با تغییرات بسیاری در این سیاره به دلیل آزاد سازی دی اکسید کربن به محیط روبرو هستیم : گرم شدن زمین ، کاهش لایه های اوزون ، تغییرات قابل توجه آب و هوایی و بسیاری دیگر . این ها فقط چند مورد از عواقب عدم کنترل مؤثر مصرف انرژی توسط انسان است .
بازیافت حرارت، بهره برداری از انرژی هدر رونده ( waste energy ) از فرآیندهای مختلف صنعتی است. در بسیاری از طرح ها، نظیر صنایع قند، پتروشیمی، پالایشگاه ها و ....، انرژی، مهم ترین عامل در سوددهی این طرح هاست. نکته ی اصلی در بازیافت حرارت اتلافی، آن است که بتوان کاربردهای مناسب و همچنین، یک روش علمی و یا وسیله ی کم هزینه برای استفاده از از این انرژی پیدا نمود. این وسایل را، تجهیزات بازیافت حرارت می نامند. بازیافت انرژی، علاوه بر ذخیره سازی انرژی، همواره اقتصادی بوده و موجب کاهش آلودگی محیط زیست می باشد.
کاربردهای بازیافت انرژی در صنعت:
- صنایع خمیر سازی و کاغذ سازی، برای کلیه ی فرآیندهای خود، از پیش گرم نمودن آب آسیاب ها به وسیله ی بخار ناشی از جدا کننده های گاز ـ مایع (separator) تا خنک نمودن فاضلاب صنعتی خروجی پس از تصفیه ی آن، به بازیافت حرارت نیاز دارند.
- صنایع شیمیایی، تقریباً در کلیه ی فرآیندها، برای استفاده از انرژی در تولید مواد خاص مورد نظر، نیاز به بازیافت حرارت دارند.
- صنایع نفت، نیاز به بازیافت گرما از آب همراه نفت و گاز و احیاء کننده های فرآیند تصفیه ی نفت و گاز و همچنین در مورد احیاء گلایکول و آمین دارند.
- در صنایع غذایی و صنایع الکل سازی، مبادله کننده ها برای پاستوریزه نمودن، بازیافت
حرارت لازم برای رنگ بری آب، گرم نمودن ذخیره ی مواد غذایی در فرآیندهای تقطیر
پیش از ورود به برج و بازیافت حرارت زائد از خشک کننده ها و دستگاه های پخت، به کار می روند.
فوائد اقتصادی بازیافت گرما:
عامل تعیین کننده ی بازگشت سرمایه، کاهش هزینه ی خرید انرژی در آینده در اثر صرفه جویی در مصرف انرژی، در برابر هزینه ی خرید مبدل های حرارتی است که می توانند این کاهش مصرف را، برای فرآیندها فراهم نمایند. به کار بردن مبدل های حرارتی، بسیار سودمند است و عموماً برای هر یک میلیون Btu / hr در سال، هزینه ای در حدود $ 35000 ذخیره می شود. عامل تعیین کننده ی دیگر، دمای عملیاتی فرآیندهای صنعتی است. دماهای بالاتر، کیفیت و ارزش بیشتری را برای گرمای بازیافت شده، ایجاد می نمایند. کمپانی هایی که در مبدل های حرارتی سرمایه گذاری می نمایند، عموماً توجه کمتری به مصارف عمومی دارند و در نهایت، صنایعی مانند خطوط هوایی آمریکا و یا صنایع
Clark – Schwebel Fiber glass ، ادعا می نمایند، که نصب مبدل های حرارتی برای بازیافت حرارت، می تواند هزینه ی خود را ظرف 2 تا 6 ماه بازگرداند.
از لحاظ اقتصادی، امکان پذیر بودن سیستم بازیافت انرژی گاز ـ گاز، دارای ملاحظاتی می باشد:
- بهای انرژی: بالا بودن بهای انرژی، علاقه را برای سطوح بالاتر بازیافت، افزایش می دهد.
- ارزش انرژی تلف شده ( waste grade ) : ارزش انرژی تلف شده در دماهای بالا برای بازیافت، اقتصادی تر می باشند. اختلاف دمای زیاد بین منبع انرژی تلف شده و جریان هوای جانشین، اقتصادی تر است.
- توافق و استمرار عرضه و تقاضای انرژی دور ریز: بازیافت انرژی، هنگامی اقتصادی تر است، که عرضه با تقاضا مطابق بوده و هر دو تقریباًٌ ثابت باشند.
- تأثیر سیستم های بازیافت بر تجهیزات سرمایشی و گرمایشی.
فوائد زیست محیطی بازیافت گرما:
بازیافت حرارت، آلودگی منتشره ی ناشی از تولید گرما را کاهش می دهد. این آلودکی، شامل ذرات مونواکسید کربن، دی اکسید کربن، دی اکسید سولفور و مونو اکسید نیتروژن می باشند. استفاده از دستگاه های بازیافت حرارت، موجب کاهش آلودگی های زیست محیطی ناشی از استخراج، انتقال و نگهداری از حامل های اولیه ی انرژی می شود.
بسیاری از کارخانه ها و ساختمان های صنعتی، معمولاً دارای نرخ (rate) خروج بخار بالا بوده، معمولاً فرآیندها، نیازمند مصرف بیش از حد انرژی اند.
آلودگی هوای داخل مجموعه، موجب می شود که بخار، از شرایط مناسب خود خارج شود. بخاری که شامل آلودگی هایی مانند، بخارات قابل اشتعال و ذرات جامد باشد، باید از ذرات پاک سازی شده (Cleaned) و به شرایط تعیین شده ی خود باز گردد. در غیر این صورت، یک سیستم خروج بخار موضعی و یا عمومی را به کار می برند.
شامل 74 صفحه فایل word قابل ویرایش
دانلود مقاله کاربرد ترموسیفون در صنایع مختلف
