آنالیز وتحلیل انتقال حرارت درسیستم گرمایش تابشی لوله ای وتاثیر آن بر شرایط آسایش حرارتی با کمک نرم افزار FLUENT

سیستم های گرمایش تابشی با توجه به کمبود منابع انرژی فسیلی یکی از بهترین راهکارهای تامین گرمایش در قرن حاضر در بخش صنعت می باشد که استفاده بهینه از گاز و دیگر حامل های انرژی را شامل می شود. این سیستم ها علیرغم راندمان و بهینه سازی مصرف سوخت در حد بالا، دارای ساختار و عملکرد ساده ای می باشند. اجزاء اصلی سیستم گرمایش تابشی لوله ای عبارتست از: مشعل، لوله آتشخوار، رفلکتور و فن مکنده که با توجه به ظرفیت حرارتی هر دستگاه توان و مکش مشعل و فن متغیر می باشد. در این تحقیق سعی بر آن است که با شناسایی زوایای مختلف سیستم تابشی مذکور ،نقش روش های انتقال حررت و سهم هر یک در گرمایش یک سطح فرضی (سوله صنعتی) مشخص گردد و در این تحقیق با استفاده از نرم افزار fluent& gambit سیستم گرمایش تابشی مدل شده و به تحلیل و آنالیز دستگاه در این نرم افزار پرداخته می شود و بردارهای سرعت و کانتورهای فشار در ورودی و خروجی دستگاه گزارش گرفته می شود و با توجه به عدم کارایی مفید سیستم های گرمایش جابجایی، سیستم های تابشی با توجه به مختصات ویژه تشعشع کارایی بالاتری نسبت به سیستم های سنتی در زمینه گرمایش سوله های صنعتی خواهند داشت که این ادعا هم در زمینه مصرف سوخت و هم در زمینه کاهش هزینه های اجرای سیستم صادق است. در ابتدا سیستم گرمایش تابشی در محیط نرم افزار Gambit مدل شده و در نرم افزار fluent آنالیزمی گردد و نتایج به کمک محاسبات، کنترل و گزارش گرفته می شود. مسئله ای که به تحلیل ان می پردازیم عبارتست از یک سیستم گرمایش تابشی kcal/y لوله ای که دارای طول ۷ متر و عرض ۶۷ سانتی متر و ظرفیت حرارتی ۴۵۰۰۰ بوده و نیز دستگاه مورد نظر دارای وزنی معادل ۱۴۴ کیلو گرم و مصرف گاز طبیعی ۴/۷m(۳)/y در فشار ۱۷/۸mbar می باشد و برق مصرفی مشعل دستگاه ۱۰۰ وات است. در ابتدا حل مسئله را به سه بخش تقسیم می کنیم ۱) فرآیند احتراق داخلی را در دستگاه مورد نظر بررسی کرده و با استفاده از نتایج حاصل از جرم مولی محصولات احتراق و کانتورهای دما و فشار به تحلیل دقیق تر می پردازیم. ۲) از نتایج قسمت قبل جهت پیدا کردن شرایط آسایش و انتقال حرارت و توزیع دمای هوا دستگاه در مدل سه بعدی سوله صنعتی استفاده می کنیم. ۳) آنالیز انتقال حرارت تشعشعی و جابجایی را در سوله مورد بررسی قرار می دهیم. در مرحله آنالیز نتایج از گزارشات نرم افزار با توجه به ماهیت تابش در مسئله که محور اصلی می باشد به بررسی گونه های دیگر انتقال حرارت از جمله جابجایی طبیعی در این دستگاه پرداخته می شود. از آنجا که جابجایی حرارت همواره از سمت منبع دمای بالاتر به سمت منبع دمای پایین تر می باشد و هوای گرم شده دارای چگالی کمتری نسبت به هوای سرد بوده و به بالا صعودمی کند و بالعکس هوای سردچگال تر به سمت پایین جابجا می شود در مسئله فوق به بررسی نقش انتقال حرارت جابجایی نیز می پردازیم. میزان نقش جابجایی طبیعی از سطح کف سوله ۸/ ۲۸ درصد بوده و میزان ۲/ ۷۱ درصد نیز بصورت تشعشع در محیط منتشر می شود. (میزان کل انتقال حرارت کف ۴ . ۱۱۳۲۹ وات است). ۷۱/۲ درصد نیز بصورت تشعشع در محیط منتشر می شود. (میزان کل انتقال حرارت کف ۴ . ۱۱۳۲۹ وات است).