تحلیل حرارتی- مکانیکی لوله های مبدل حرارتی پوسته و لوله با آنالیز کوپل غیرمستقیم دما - سازه

انتخاب جنس برای لوله ها در مبدل حرارتی پوسته و لوله یک مسئله مهم برای اطمینان از کارکرد صحیح آن است. در این پژوهش، تأثیر جنس لوله ها بر میزان تنش حرارتی در یک مبدل حرارتی پوسته و لوله مورد تحلیل قرار گرفت. یکی از خرابی های بسیار متداول در صنعت، شکست لوله ها در محل عبور از صفحات نگه دارنده لوله ها است. لذا در این تحقیق سعی می شود با در نظر گرفتن مواد پر کاربرد در ساخت مبدل های حرارتی و خواص حرارتی و مکانیکی آن ها اثر تنش حرارتی در این شکست کاهش یابد. به این منظور با تغییر دادن جنس لوله ها و جایگزین کردن جنس مورد نظر، توزیع تنش حرارتی و اثرات آن بر خرابی لوله ها مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. به این منظور مدل سه بعدی ناحیه ورودی سمت پوسته مبدل(فاصله بین صفحه نگه دارنده لوله تا بافل اول) ایجاد شد. توزیع دما در حالت پایدار و مدل آشفتگی درنظر گرفته می شود. مدل به صورت کاملا شش وجهی المان بندی شده و خواص سیال های سمت لوله و سمت پوسته به طور کامل درنظرگرفته می شود. نتایج بدست آمده نشان می دهد که جنس لوله ها در میزان تنش های حرارتی در محل اتصال لوله به صفحه نگه دارنده تاثیر زیادی دارد. از بین جنس های مورد تحلیل، لوله های از جنس مس کمترین میزان تنش را دارند. ولی نمونه فولاد آلیاژی بهترین ضریب اطمینان را از نظر میزان تنش حرارتی دارد

کلیدواژه ها:

مبدل حرارتی پوسته و لوله ، تنش حرارتی ، جنس لوله ، گرادیان دما