Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Amiri,Ali akbar Dadkhah
محمد امیری (استاد راهنما) علی اکبر دادخواه (استاد مشاور)
 
STUDENT
Sadegh Shakeri
صادق شاکری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

investigation and evaluation of heat recovery from fire heater chimney by forced convection using numerical simulation and experimental validation
The results of investigation on improving thermal output of having- chimney gaseous heater by an external installable system have been presented in this research. Decreasing the amount of primary and secondary air which are mixed by natural gas or combustion products, changing the protuberances which are inside the smoke-stack of gaseous heater or using forced convection for heater without using server channels , have bee cases that researcher focused to them before this issue. While, all of these researches seem to be proficient for increasing the heater output, they are less welcomed by industry for some reasons.the chimney increases the energy loss of having- chimney heater, on the other hand, we have to use chimney in this heater for exiting the combustion products. However, these combustion gases can be return to the environment by installing a channel to pass high speed air on the chimney, using metallic fins, or changing the geometry of chimney heater. This can be performed by various ways. To achieve permissible condition and other data, initial design was made on the basis of plainness of construction and examination, after evaluating available limits in test of desired system. Then, primary tests are performed for gaining practical conditions and output data (entrance and exit temperature of chimney, gas speed inside of the chimney, environment temperature). Finally, thermal flow and transfer of gas inside the chimney are studied by using ANSYS –FLUENT software for several suggested geometry. Additional to using half of geometries and using symmetry condition, their correspondening tests and simulatio are designed in two part for decreasing number of simulation times, due to several unknow available parameters. First part, chimney contains fin plates without present of more speed air channel is tested and simulated by the condition of natural displacement to compare gained results , all unknown parameter correctly obtain by the approximate heat transfer coefficient . next part, using the numerical method of functional hypotenuse , guess and error i performed by le frequency for gaining the heat transfer
در این پژوهش نتایج تحقیق در مورد چگونگی بهبود بازده گرمایی بخاری گازی دودکشدار توسط یک سیستم خارجی قابل نصب ارائه شده است. آنچه تا پیش از این مورد توجه محققین درباره این موضوع بود؛ کم کردن هوای اولیه و ثانویه مخلوط شونده با گاز طبیعی یا محصولات احتراق، تغییر در زائده های درون تنور بخاری گازی یا استفاده از مکانیزم جایجایی اجباری برای کل بخاری و بدون استفاده از کانالهای کمک کننده بوده است. در حالی که تمامی این تحقیق ها برای افزایش بازده بخاری کارآمد به نظر می رسند، اما به دلایلی کمتر صنعت پسند بوده اند. بیشترین مقدار اتلاف انرژی برای بخاری های دودکشدار، دودکش آنهاست. از طرفی جهت خارج کردن محصولات احتراق ناگزیر به استفاده از دودکش برای این بخاری ها هستیم. اما می توان با نصب یک کانالِ هوای پرسرعت روی دودکش و تعبیه صفحات فلزی فین و تغییر شکل دودکش بخاری، گرمای مازاد برگرمای لازم، جهت خارج شدن گاز های احتراق را به محیط بازگرداند. این کار به طرق مختلفی می تواند صورت بگیرد، به این خاطر 8 هندسه پیشنهادی بر اساس محدودیت ها و شرایط عملیاتی توسط نرم افزار رسم 3 بعدی کشیده شد تا پس از شبیه سازی بهترین مدل انتخاب شود. به علاوه بررسی بیشتر نتایج برای بدست آوردن مدلهای با کارایی بیشتر در آینده مفید خواهند بود. اما برای بدست آوردن شروط مرزی و دیگر داده ها، یک مدل اولیه ای بر اساس سادگی ساخت و آزمایش و همچنین ارضای اطلاعات جهت شبیه سازی، طراحی و ساخته شد. پس از آن آزمایشات اولیه برای بدست آوردن شرایط عملیاتی و داده های خروجی (از جمله دماهای ورودی و خروجی دودکش، سرعت گاز درون دودکش و دمای محیط) انجام گرفت. با توجه به پارامترهای مجهولِ متعدد موجود در مسئله(ضریب انتقال حرارت جابجایی دیواره دودکش، ضریب رسانش حرارتی فلز مورد استفاده، ظرفیت حرارتی گاز درون دودکش) برای کم کردن تعداد دفعات شبیه سازی، آزمایشات و شبیه سازی های متناظرشان در دو بخش طراحی و اجرا شدند. در بخش اول دودکش حاوی صفحات فین بدون حضور کانال هوای پر سرعت و با شرط انتقال حرارت جابجایی طبیعی، پس از تحقق استقلال از تعداد مش آزمایش و شبیه سازی شد تا با مقایسه نتایج بدست آمده تمامی پارامتر های مجهول با ضریب انتقال حرارت h تقریبیِ صحیح (h در حالت انتقال حرارت جابجایی طبیعی) بدست آیند. در بخش بعدی، پس از بدست آوردن پارامتر های مجهول با استفاده از روش عددی حل وتریِ تابع، حدس و خطا برای بدست آوردن ضریب انتقال حرارت در دیواره خارجی دودکش (در حضور هوای پر سرعت) با کمترین تعداد تکرار برای دو سرعت انجام شد که این مقادیر با تقریب خوبی بدست آمد. پس از بدست آوردن تمام پارامتر های عملیاتی، تمام هندسه ها در شرایط یکسان برای دو مقدار از ضریب انتقال حرارت بدست آمده(دو سرعت فن) شبیه سازی شدند تا توسط معیار برتری مشخصی، مدل بهتر انتخاب شود. پس از تعیین بهترین مدل ، برای صحت سنجی آزمایش، نمونه منتخب ساخته و آزمایش شد. اختلاف دمای خروجی در دو حالت تجربی و عددی با 4 درجه کلوین بوده که این تطبیق، موئید حل عددی می باشد. مدل نهایی بازده بخاری گازی دودکشدار را تا 73% افزایش داد. همچنین مشخص شد بیشترین تاثیر عوامل مربوط به تعداد پره و کمترین تاثیر مربوط به ضخامت پره ها می باشد. اما با بهبود تمام عوامل به صورت توام اثر تک تک عامل ها بیشتر می شود. از طرفی شکلهای گرافیکی و دیگر نتایج هم برای رساندن این طرح به مدل توسعه یافته تر کمک می کنند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی