(استادان ودانشجویان عزیز متن کامل پایان نامه ها را می توانید در آخر هر صفحه ی پایان نامه مورد نطر دانلود کنید چون فقط تکه هایی از متن این پایان نامه در این
صفحه ها درج شده است(به طور نمونه)
(ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
ماشین جذبی و کاربردهای آن
در سال 1777 یعنی بیش از 200 سال پیش یک فرانسوی به نام «نایرن» (Nairne)تئوری تبرید جذبی را ارائه کرد. در سال 1860 اولین چیلر جذبی که با آمونیاک و آب کار می کرد ساخته شد. در سال 1945 اولین چیلر جذبی به وسیله کمپانی «کریر» به فروش رسید. چیلر جذبی سرگذشتی طولانی دارد، اما در دنیا چندان نام آور نیست. شاید درک این مطلب که ماشینی بتواند با استفاده از بخار آب یا سوختن سوخت آب سرد تولید کند کمی مشکل باشد! [1] اما هم اکنون در دنیا به دلیل استفاده از منابع جدید انرژی (گاز، نور خورشید و …) استفاده ناچیز انرژی برق و عدم استفاده از مبردهای مخرب لایه ازن به این ماشین توجه خاصی شده است.
1-1-1- مفاهیم و اصول (1)
تئوری ماشین جذبی از مفهوم «افزایش نقطه جوش»
(Boiling point increase)گرفته شده است. زمانی که یک مول از محلولی با یک لیتر آب مخلوط شود نقطه جوش در حدود افزایش می یابد. آب خالص در شرایط استاندارد در می جوشد، اما وقتی که چند مول از محلولی به آب افزوده شود نقطه جوش آن چند درجه زیاد خواهد شد. این مطلب که در دبیرستان آموزش داده شده برای چیلر جذبی مورد استفاده قرار گرفته است.
– روش های مختلف خنک کردن
بطور کلی سه روش برای خنک کردن اجزای گرمازا در سیکل پایه جذبی ارائه شده است:
1-1-2- خنک کردن با آب
در این روش بخار فوق اشباع در کندانسور از پوسته یک مبدل حرارتی می گذرد تا بوسیله آب سرد داخل لوله به آب اشباع تبدیل شود. همچنین آب سرد در محفظه جاذب از داخل لوله هایی می گذرد تا گرمای ناشی از جذب شدن مبرد بوسیله برومید لیتیم غلیظ را بگیرد. این آب سرد مورد نیاز برای خنک کردن در یک برج خنک کن جداگانه تولید خواهد شد.
با توجه به اینکه هدف از طراحی ماشین جذبی با حداقل استفاده از منابع طبیعی از جمله آب بوده این روش چندان مطلوب به نظر نمی رسد.
2-1-2- خنک کردن با هوا
به علت اینکه هوا ظرفیت حرارتی بسیار کمتری نسبت به آب دارد, نمی توان هوا را مانند آب از داخل لوله ها عبور داد تا عمل خنک کن صورت گیرد. در نتیجه در این روش بخار فوق اشباع پس از خروج از ژنراتور وارد لوله هایی می شود که هوا توسط فن بر آن دمیده می شود تا به صورت مایع اشباع یا مادون سرد در آید. کندانسور هوا- خنک از آن جهت که پیش از این در ماشین های تبرید مورد استفاده قرار گرفته اند از لحاظ طراحی روش حل مشخصی دارند که بعدا به آن اشاره خواهد شد.
3-1-2- خنک کردن تبخیری(Evaporative – cooling)
هدف از این روش خنک کردن کندانسور و جاذب بطور مستقیم و تبخیری است با اینکه این شیوه اکنون مراحل اولیه خود را پشت سر می گذارد [1] اما بخاطر مزایایی که دارد بسیار مورد توجه قرار گرفته است. برتری های این روش در برابر روش دفع حرارت با برج خنک کن شامل: بهای ساخت کمتر، بهای نصب کمتر ، عدم نیاز به استفاده از اسید برای پاک کردن سطوح انتقال حرارت به مدت طولانی و … همچنین دفع حرارت تبخیری در برابر خنک کردن خشک مزایایی را داراست:
- خنک کردن خشک احتمال کریستالیزاسیون را افزایش می دهد.
- در خنک کن تبخیری دمای ژنراتور به علت دمای پایین دفع حرارت کمتر است.
- اگر دما بیش از نقطه جوش آب باشد (که در خنک کردن با هوای خشک هست) نیاز به تکنولوژی بالاتری برای کارکرد مطمئن و به صرفه وجود خواهد داشت.
اما باز هم به دلیل استفاده از آب (گر چه به مقدار کم) این شیوه برای مساله مورد بررسی انتخاب نشده است.
2-2- طرح مناسب به همراه مدل فیزیکی و دیاگرام جریان
با توجه به اهداف اصلی پروژه که در فصل قبل مورد بررسی قرار گرفت می توان اجزاء اصلی سیستم را بنیان نهاد وپس از حل ترمودینامیکی و یافتن خواص ترمودینامیکی در تمام نقاط سیکل، سیستم را از نظر ابعاد هندسی و جنس مواد و نوع اجزاء طراحی کرد، و در نهایت به بهینه سازی و یافتن حالت مطلوب کارکرد سیستم پرداخت. طراحی کلی سیکل در ورودی و خروجی های ژنراتور کندانسور و اواپراتور تفاوتی با سیکل آب- خنک ندارد. آنچه در سیکل هوا خنک اشکال برا نگیز می نمود مساله خنک کردن محفظه جاذب برای انجام شدن عمل جذب آب بوسیله برومیدلیتیم بود. در سیستم هوا خنک به دلیل بالا بودن دمای هوا ورودی به محفظه جاذب دمای تعادل جاذب معمولا 10 الی 15 بالاتر از سیسمتی است که با آب خنک می شود بنابراین غلظت محلول 5 الی 8 درصد بالاتر می رود و این مسئله سیکل را به مرز کریستالیزاسیون نزدیکتر می کند. چندین طرح برای حل این مشکل مورد بررسی قرار گرفت که هیچ یک از نظر ترمودینامیکی معقول نبود. در اینجا دو نمونه از این طرح ها ناموفق برای روشن شدن موضوع ارائه شده است. علت ناموفق بودن اینگونه طرحها را می توان چنین بیان کرد:
میزان انرژی حرارتی که در محفظه جاذب باید دفع گردد مقداری معین دارد که از حل ترمودینامیکی سیکل به دست می آید.
بنابراین قانون نخست ترمودینامیک این محدودیت را ایجاد می کند که اگر تغییر آنتالپی در محفظه جاذب کوچک باشد (بین ورودی و خروجی) برای مقدار معین گرمای متبادله در جاذب باید میزان جرم گذرا یا جرم در گردش زیاد باشد. هر چه این جرم در گردش کمتر باشد از نظر مکانیکی و تجهیزات ماشین مطلوبتر خواهد بود. از طرفی چون اختلاف دمای مخلوط در محفظه جاذب (بین ورودی و خروجی) را نمی توان از حدی بالاتر برد( با توجه به اینکه اختلاف دمای هوای خنک کننده در عبور از محفظه جاذب زیاد نمی باشد و نیز در مورد غلظت محلول در خروجی از جاذب محدودیت داریم, چرا که باعث می شود غلظت کل سیستم و در نتیجه محلول خروجی از ژنراتور بالاتر رود و سیستم به مرز کریستالیزاسیون نزدیکتر شود) نیاز به جرم در گردش در محفظه جاذب داریم.
طرح نهائی که از نظر ترمودینامیکی بررسی شد و به جواب رسید استفاده از ماشین ارائه شده در مرجع [2] می باشد. با اینکه این ماشین با آب خنک می شود، اما به دلیل استفاده از مکانیزم جذب داخل لوله بجای جذب روی لوله منطبق با شرایط مسئله ما می باشد. توضیحات بیشتر راجع به محفظه جاذب در فصل مربوطه آورده خواهد شد. همچنین دیاگرام جریان و مدل فیزیکی در اشکال 3-2 و 4-2 نمایش داده شده اند.
دانلود پایان نامه رشته مکانیک : ساخت و بهره برداری از یک سیستم سرمایش جذبی
