عنوان پایان‌نامه
شبیه سازی و بهبود راندمان حرارتی لوله حرارتی در سیستم های HVAC
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2840;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 67204
- تاریخ دفاع
- ۱۶ دی ۱۳۹۳
- دانشجو
- علی غنمی
- استاد راهنما
- حسین شکوهمند
- چکیده
- لوله گرمایی (Heat Pipe) وسیله‌ای برای انتقال گرما بین دو نقطه بدون نیاز به منبع قدرت خارجی می‌باشد که با ترکیبی از هدایت و انتقال فاز، انتقال حرارت را بین دو سطح جامد مدیریت می‌کند. در سطح داغ لوله گرمایی مایع داخل در تماس با سطح جامد رسانای حرارتی با جذب حرارت از سطح به بخار تبدیل می‌شود. سپس بخار در طول لوله گرمایی به سمت کندانسور رفته، چگالیده شده و با از دست دادن حرارت دوباره به مایع تبدیل می‌شود. مایع در اثر جاذبه دوباره به سطح داغ برگشته و چرخه ادامه پیدا می‌کند. سیال عامل با توجه به دمایی که قرار است سیستم در آن کارکند انتخاب می‌شود. لوله گرمایی بطور چشمیگری قابلیت حذف رطوبت اضافی از سیستم‌های تهویه مطبوع را دارا می‌باشند. هر سیستم تهویه مطبوعی که از گرمکن، رطوبت زن مکانیکی و یا خشک‌کن استفاده کند یک نامزد خوب برای استفاده از لوله‌های حرارتی می‌باشد. در سیستم‌های تهویه مطبوع هر لوله گرمایی به سه بخش تقسیم می‌شود: بخش چگالنده، بخش آدیاباتیک و بخش اواپراتور. بررسی و بهبود عملکرد این لوله‌ها از نظر انتقال حرارت و انتخاب سیال عامل می‌تواند نقش بسزایی در بالا بردن راندمان حرارتی سیستم‌های تهویه مطبوع داشته باشد. در این پایان نامه به مطالعه پارامتریک یک لوله ی حرارتی برای بهبود وضعیت عمکردی آن پرداخته شده است. بدین منظور با توجه به پارامترهای هندسی و محدودکننده ی یک لوله ی حرارتی، وضعیت انتقال حرارتی آن مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین برای مشاهده ی چگونگی کارکرد یک لوله ی حرارتی در سیستم تهویه ی مطبوع، عملکرد آن با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی در جریان های چندفازی شبیه سازی شده است. نتایج بررسی ها نشان داد که لوله ی حرارتی با سیال عامل آب و جهت قرارگیری عمودی و حداکثر دمای کاری 340 درجه کلوین بهترین عملکرد را خواهد داشت. واژگان کلیدی: لوله ی حرارتی، سیستم تهویه مطبوع، انتقال حرارت، جریان های چندفازی
- Abstract
- Heat pipe is simple heat transfer device which combines the conduction and phase change phenomena to control the heat transfer without any need for external power source. At hot surface of heat pipe, the liquid phase absorbs heat and changes to vapor phase. The vapor phase flows to condenser region and with the loss of heat changes to liquid phase. Due to gravitational force the liquid phase flows to evaporator section. In HVAC systems the working fluid is chosen based on the operating temperature. The heat pipe has significant capability to reduce the humidity in HVAC systems. Each HVAC system which uses heater, humidifier or dryer is a suitable nominate for the utilization of heat pipes. Generally heat pipes have three main sections: condenser, adiabatic region and evaporator. Performance investigation and optimization of heat pipes operation in order to increase their efficiency is crucial. In present thesis, a parametric study is performed to improve the heat pipe performance. Therefore, the heat capacity of heat pipe with respect to geometrical and confining parameters is investigated. For the better observation of heat pipe operation in HVAC systems, a CFD simulation in Eulerian- Eulerian multiphase approach is also performed. The results show that heat pipe heat transfer capacity is higher for water as working fluid with the operating temperature of 340 K. It is also observed that the vertical orientation of heat pipe enhances it’s heat transfer capacity. Keywords: Heat pipe, HVAC system, Heat transfer, Multiphase flows
