بررسی رفتار گرمایی و سیالاتی مبادله‌کن‌گرمایی هوا ‌خنک‌شو برای به‌کارگیری در سامانه شبیه ساز ارتفاع

Abstract

مبادله‌کن‌گرمایی یکی از بخش های مهم در سامانه شبیه سار ارتفاع است. در این مطالعه شناسایی مبادله‌کن‌گرمایی هوا‌خنک‌شو با هدف استفاده بهینه از دمای هوای محیط حائز اهمیت است، بنابراین پس از طراحی، شبیه سازی رفتار گرمایی مبادله‌کن‌گرمایی با استفاده از نرم افزار Anysys CFX انجام گرفته است. هدف نهایی شناسایی عملکرد این مبادله‌کن‌گرمایی برای شرایط خاص شامل دمای بالا و فشار پایین این سیستم است که بوسیله نرم افزارهای طراحی Aspen و HTRI و تحلیل‌های نرم افزاری Ansys CFX بدست آمد. سنجش صحت طراحی صورت گرفته با دو روش انجام گرفت. ابتدا مدل محاسباتی مورد استفاده با استناد به نتایج آزمایشگاهی از هندسه‌ای مشابه تائید گردید. سپس نتایج حاصل از دو نرم افزار طراحی، با روش دینامیک سیالات محاسباتی که در گام قبل اعتبار‌سنجی شده بود، مقایسه گردید. نتایج نشان داد طراحی صورت گرفته برای فشار حداقل 50 میلی بار به‌خوبی تأمین کننده اختلاف دمای مورد نیاز برای گازهای داغ 650 درجه است و بر اساس شرایط واقعی می‌تواند تبادل گرما لازم را تأمین کند. نتایج تحلیل‌های انجام شده، دمای خروجی سیال گرم از مبادله‌کن را 50 درجه سلسیوس نشان داد. علاوه بر این میزان افت فشار سمت لوله پس از عبور از 3 گذر در بحرانی‌ترین حالت کاری سیستم نزدیک به 5% فشار ورودی مبادله‌کن به دست آمد.