بررسی عددی افزایش راندمان حرارتی آبگرمکن مخزن‌دار گازسوز و صحه‌گذاری نتایج آن با نتایج تجربی

Abstract

در راستای بهینه‌سازی مصرف گاز، این تحقیق افزایش راندمان حرارتی آبگرمکن مخزن‌دار گازسوز خانگی را به صورت عددی مورد بررسی قرار می‌دهد. از منظر انتقال حرارت، قرار دادن موانع مناسب و بهینه در تنوره و طراحی مطلوب موانع، از خروج سریع گازهای حاصل از احتراق از طریق تنوره جلوگیری نموده، زمان جریان یافتن گازهای داغ در مسیر تنوره را افزایش داده و با تغییر شکل خطوط و نوع جریان، مانع هدر رفتن انرژی گرمایی ‌گردید. با توجه به اینکه فرآیند احتراق، فرآیند زنجیره‌ای بوده و فرآیند کامل شدن آن به تدریج و در طول مسیر داخل تنوره اتفاق می‌افتد، جهت دست‌یابی به راندمان حرارتی بیشینه، تحلیل عددی احتراق و طراحی موانع جهت انتقال حرارت در درون تنوره به صورت همزمان انجام گرفت. برای اینکار با استفاده از نرم‌افزار دینامیک سیالات محاسباتی انسیس فلوئنت، ضمن شبیه‌سازی احتراق، هندسه‌های مختلف پیشنهادی برای موانع موجود در تنوره بررسی شد و با تحلیل منحنی‌های توزیع درجه حرارت و سرعت گازهای داغ در مسیر تنوره و نیز میزان افزایش انتقال حرارت خالص به مخزن آب، بهترین نوع موانع که سبب افزایش راندمان حرارتی آبگرمکن گازسوز ‌شد، از نظر هندسه، طراحی و نیز محل قرارگیری بهینه آنها، انتخاب گردید. با بررسی کسر جرمی گونه‌ها، مشاهده شد که مقدار متان تقریبا خیلی نزدیک به صفر می‌باشد و این بدان معنی است که کل متان تقریبا مصرف شده است. همچنین، مقدار دی‌اکسید کربن نیز خیلی نزدیک به صفر است. در نهایت، نتایج عددی با نتایج تجربی مقایسه و صحه‌گذاری گردید.