توضیحات
شار حرارتی یکنواختی مطابق شکل بالا روی یک لوله به قطر 100 میلیمتر اعمال میشود. اگر سیال آب با دبی 𝑚̇ =5 𝑘𝑔/𝑠 ، با دمای 10 درجه سلسیوس و فشار 600 کیلوپاسکال وارد لوله ای از جنس استیل به طول 50 متر گردد . اگر خواص سیال در طول کل لوله را به صورت متوسط برابر خواص آن در وسط لوله در نظر بگیریم،
مطلوب است بررسی موارد زیر :
الف : دمای متوسط سیال و همچنین دمای لوله در انتها و بحث درباره دقت دماهای بدست آمده
ب : افت فشار سیال در انتهای لوله
ج : با تقسیم لوله به 5 قسمت مساوی یا تعداد بیشتر و با در نظر گرفتن خواص سیال به صورت متوسط برابر خواص در وسط هر یک از این 5 قسمت، بخش الف را مجدد یافته و درصد اختلاف بخش ج و الف را ذکر نموده ایم.
مقدمه
یک روش برای تولید انرژی الکتریکی از تابش خورشید، متمرکز کردن نور خورشید بر روی لوله های جاذب است که در نقاط کانونی بازتابندههای سهموی قرار می گیرند. درون لوله های جاذب یک سیال جریان دارد که با عبور از لوله ها گرم می شود. سیال پس از خارج شدن از میدان متمرکز ، وارد مبدل حرارتی میشود و در آنجا انرژی گرمایی را به سیال در حال کار یک چرخه رانکین منتقل میکند. یک نیروگاه از لوله های جاذب زیادی تشکیل شده است. در این پروژه انتقال حرارت و جریان در داخل لوله جاذب حرارت محاسبه خواهد شد. محاسبات بر اساس قوانین پیوستگی، بقای انرژی و قانون اصطکاک دارسی است و همانگونه که در صورت پروژه خواسته شده است، از کوپلینگ دو نرم افزار refprop و Matlab برای محاسبه مشخصه های مختلف سیال استفاده شده است. سیال مورد بررسی در این سیستم آب در نظر گرفته شده است. اما از آنجا که مشخصه ها از طریق نرم افزار خوانده میشود، میتوان از سیالات دیگر برای بررسی نیز استفاده نمود.
معرفی مسئله
مسئله ای که با آن روبرو هستیم، لوله ای با طول 50 متر است که از دیواره های آن حرارت با شار حرارتی یکنواخت به سیال وارد میشود. فشار ورودی سیال برابر 600 کیلو پاسکال بوده و دمای ورودی نیز برابر 10 سانتیگراد خواهد بود. نمای شماتیک این مسئله در شکل 1 نمایش داده شده است.
فرضیات و شرایط مرزی
به جهت حل این مسئله و کد نویسی مناسب، فرضیاتی در نظر گرفته شده است. این فرضیات به صورت زیر خواهد بود:
- جریان پایا است: به بیانی دیگر تغییرات نسبت به زمان برای سیستم مورد بررسی وجود ندارد و عامل تغییرات پارامترهای سیستم، ورودی و خروجی سیستم خواهد بود.
- همانطور که در پروژه خواسته شده است، خواص لوله در طول لوله برابر خواص لوله در وسط لوله در نظر گرفته شده است
- در محاسبه افت فشار در لوله از رابطه کارمن- پرانتل[1] به دلیل دقت بالای این روابط استفاده شده است.
معادلات حاکم
در این پروژه از معادلات پیوستگی و انرژی برای حل جریان و محاسبه خواص استفاده شده است که در این بخش بدان پرداخته خواهد شد. در صورتی که سیستم مورد بررسی را به صورت حجم کنترل در نظر بگیریم به شکل زیر خواهیم رسید:
- فایلهای پروژه آموزشی به صورت کامل پس از خرید فایل بلافاصله در اختیار شما قرار خواهد گرفت.
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.