عنوان :

مدل سازی و شبیه سازی سیکل تبرید تراکمی کولر گازی و ارزیابی ضریب عملکرد آن تحت شرایط محیطی مختلف

 

فرمت فایل : word قابل ویرایش

 

تعداد صفحات : 85

 

چکیده به زبان انگلیسی (Abstract) : دارد

فهرست مطالب  : دارد

مقدمه :دارد

تصویر : دارد

منبع : دارد

 

 

 

 

جهت آشنایی بیشتر با پروژه , چکیده و نتیجه گیری در زیر قرار داده شده است.

 

 

 

چکیده:

 

مدل­سازی اجزای سیکل تبرید تراکمی بخار با استفاده از منحنی­های مشخصه آن­ها در حالت پایدار ارائه شده و شبیه­سازی، پیش­بینی مشخصه­های سیستم مانند نرخ دفع حرارت در کندانسور، کار کمپرسور، اثر تبرید و ضریب عملکرد سیستم در شرایط محیطی متفاوت انجام شده است. نتایج حاصل از شبیه­سازی با داده­های تجربی به­دست­آمده از بررسی آزمایشگاهی یک دستگاه کولرگازی دو­تکه مقایسه شده و مشخص شد که مدل ارائه شده می تواند با دقت خوبی عملکرد سیستم را پیش­بینی کند. نتایج شبیه­سازی نشان می­دهد که با افزایش یک درجه دمای محیط ضریب عملکرد سیکل5/3 درصد کاهش می­یابد و با افزایش 10 درصد رطوبت نسبی محیط ضریب عملکرد به طور متوسط 5/6 درصد افزایش می­یابد. افزایش 10 درصد در دبی حجمی هوای عبوری از روی کندانسور سبب افزایش 2/3 درصدی در ضریب عملکرد سیکل می­شود. همچنین تاثیر افزایش سطح کندانسور بررسی گردید و مشخص شد با افزایش سطح کندانسور تا حد معینی دفع حرارت از آن محسوس بوده، اما با افزایش بیشتر آن تغییر چندانی در افزایش حرارت دفع شده در کندانسور مشاهده نمی­شود.

 

 

 

 

نتیجه گیری:

در این پژوهش، سیکل تبرید تراکمی بخار در حالت پایدار شبیه­سازی شد. برای این کار اجزای اصلی سیکل مانند کمپرسور، کندانسور، اواپراتور و شیر فشار شکن مدل­سازی شده و معادلات حاکم بر آن ها استخراج شد.

سپس کل مجموعه به صورت یکپارچه در نظر گرفته شده و عملکرد سیکل شبیه­سازی شد. معادلات حاکم تشکیل یک دستگاه معادلات را داده که برای حل آن یک برنامه کامپیوتری با نرم افزار EES تدوین شده است. با استفاده از این برنامه برای برای سیکل تبرید تراکمی در شرایط محیطی متفاوت می­توان مشخصه­های عملکرد کلی سیکل مانند ضریب عملکرد، توان خنک­کنندگی و توان الکتریکی مصرفی را به دست­آورد. همچنین نحوه تغییرات خواص ترمودینامیکی مبرد در قسمت های مختلف سیکل مانند دماهای تقطیر و تبخیر، دبی جرمی مبرد، درجه­ی مافوق­گرمی و درجه­ی مادون­سردی با توجه به تغییرات شرایط محیطی قابل پیش­یبنی است. تاثیر عواملی چون افزایش رطوبت نسبی هوا، افزایش دور فن کندانسور و افزایش سطح کندانسور بر عملکرد سیکل مورد بررسی قرار گرفت. مقایسه نتایج به­دست­آمده از مدل با نتایج تجربی به­دست­آمده از عملکرد یک دستگاه کولر گازی دو­تکه که بر اساس سیکل تبرید تراکمی بخار کار می­کند نشان می­دهد که خطای موجود ناچیز بوده و می­توان از این مدل برای برای شبیه­سازی سیکل استفاده نمود. با استفاده از شبیه­سازی نشان داده شد که در یک دمای ثابت محیط به ازای 10 درصد افزایش رطوبت نسبی، به طور متوسط ضریب عملکرد 5/6 درصد افزایش می­یابد. در یک رطوبت نسبی ثابت نیز، به ازای یک درجه افزایش در دمای محیط ضریب عملکرد به میزان 5 درصد افزایش می­یابد. از این مدل می­توان برای پیش­بینی عملکرد و مقایسه انواع دستگاه­های تهویه مطبوع که بر اساس سیکل تبرید تراکمی بخار کار می­کنند استفاده کرد.

 

 

 

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                         صفحه

فصل اول                                                                                                                        1

1-1پیشینه                                                                                                                      2

1-2 مقدمه                                                          

1-3 وضعیت منابع و مصرف آب در کشور                                                                             5

1-4سیستم¬های سرمایش و مقایسه کولر¬های آبی و گازی                                                   6

 

فصل دوم: معرفی سیستم¬های تبرید، انواع و مقایسه¬ی آنها                                              10

2-1معرفی سیستم¬هایی تبرید و تاریخچه                                                                         11

2-2 انواع سیستم¬های تبرید ومقایسه آنها                                                                        12  

2-3 مقایسه¬ی سیستم¬های جذبی و تراکمی                                                                     12

           2-3-1 شباهت¬های چیلر تراکمی و چیلر چذبی                                                       12

2-3-1 تفاوت¬های چیلر تراکمی و چیلر چذبی                                                                                   

2-3-4  مزیت تراکمی بر جذبی                                                                                          14

2-4  معرفی سیستم¬های تهویه مطبوع                                                                             17

          2-4-1 سیستم تهویه مطبوع تمام آب                                                                     18

           2-4-2 سیستم تهویه مطبوع تمام هوا (سیستم هوا ساز)                                           18

           2-4-3  سیستم تهویه مطبوع هوا-آب                                                                     18

           2-4-4  سیستم تهویه مطبوع پمپ حرارتی                                                              19

 

فصل سوم : سیکل تبرید و معرفی اجزا                                                                             20

3-1  سیکل کارنو                                                                                                            21

3-2 سیکل تبرید تراکمی ایده¬آل                                                                                      22

3-3 سیکل تبرید تراکمی واقعی                                                                                        24

3-4 کمپرسور                                                                                                                 26

           3-4-1 دسته بندی انواع کمپرسور:                                                                         26

           3-4-1-1 کمپرسور¬های دینامیکی                                                                        27 

           3-4-1-2 کمپرسورهای جابجایی مثبت                                                                   29

           3 -4-1-3 کمپرسورهای نوع رفت و برگشت                                                            34

           3-4-2 مقایسه کمپرسورهای پیچشی با کمپرسورهای رفت و برگشتی                          36

 

 

3-5  اواپراتورها                                                                                                              37

           3-5-1 تبخیر¬کننده¬های خنک¬کن آب (چیلرها                                                   37

           3-5-2 تبخیر¬¬کننده¬های خنک¬کننده هوا (خنک¬کن¬های هوایی یا ایرکولرها)        38

           3-5-3 موارد صرفه¬جویی انرژی در طراحی و کاربرد اواپراتورها                                   39

3-6 کندانسورها (چگالنده ها)                                                                                           41

           3-6-1 چگالنده های خنک شونده باآب                                                                     42

           3-6-2 چگالنده های خنک شونده با هوا                                                                   43

           3-6-3 چگالنده های تبخری                                                                                   44

           3-6-4 موارد صرفه جویی در کندانسور                                                                      46

3-7 وسایل انبساط                                                                                                            48

           3-7-1 انواع متداول وسایل انبساط                                                                           48

 

فصل چهارم : مدل¬سازی و شبیه¬سازی                                                                             52

4-1 مدل سازی                                                                                                              53

          4-1-1 مدل¬سازی کمپرسور                                                                                    53

           4-1-2 مدل¬سازی کندانسور                                                                                   54

                  4-1-2-1 انتقال حرارت در ناحیه¬ی مافوق¬گرم                                                55

                   4-1-2-2 انتقال حرارت در ناحیه¬ی دوفازی                                                      56

                   4-1-2-3 انتقال حرارت در ناحیه¬ی مادون سرد                                                57

                 4-1-3 مدل¬سازی شیرا¬نبساط                                                                      59

           4-1-4 مدل¬سازی اواپراتور                                                                                  62

4-2 شبیه سازی فرآیند                                                                                                       70

فصل پنجم: مقایسه ی نتایج و نتیجه گیری                                                                           74

5-1 مقایسه نتایج شبیه¬سازی با نتایج تجربی                                                                          75

5-2 توانایی مدل برای پیش¬بینی عملکرد سیکل                                                                   76

5-3 نتیجه¬گیری                                                                                                              81

مراجع                                                                                                                               82

فهرست جدول

شماره جدول                                                                                                               صفحه

جدول2-1 مقایسه انواع چیلرهای جذبی و تراکمی                                                                   13

 

فهرست اشکال

شماره شکل                                                                                                                صفحه

شکل(2-1) دیاگرام سیکل تبرید چیلر¬های جذبی تک ¬ا¬ثر                                                   13

شکل2-2  مقایسه وزن و سطح اشغالی چیلر¬ها                                                                    15

شکل2-3 نمونه چیلر جذبی                                                                                                 16

شکل2-4  نمونه چیلر تراکمی                                                                                            16

شکل3-1 طرح¬واره یخچال کارنو و نمودار دما-آنتروپی سیکل کارنو معکوس                                21

شکل3-2  طرح¬واره و نمودار دما-آنتروپی سیکل تبرید تراکمی ایده¬آل                                  24

شکل3-3  طرح¬واره و نمودار دما-آنتروپی سیکل تبرید تراکمی واقعی                                     25

شکل3-4 انواع کمپرسور به شکل نمودار                                                                              27

شکل3-5 شماتیک کمپرسور گریز ازمرکز                                                                              28

شکل 3-6 نمونه¬ای ازیک کمپرسور گریز از مرکز                                                               28

شکل3-7  کمپرسور نوع دو لوب                                                                                          31

شکل3-8  کمپرسور نوع سه لوب                                                                                          31

شکل3-9  کمپرسور نوع لوب مارپیچی-نمای بالا                                                                     32

شکل3-10 کمپرسور نوع لوب مارپیچی-نمای بغل                                                                    33

 

شکل 3-11 شماتیک کمپرسور¬های اسکرال                                                                              33

شکل 3-12 کمپرسور رفت¬و¬برگشتی پیستونی                                                                     35

شکل3-13 یک نمونه از چیلرها                                                                                            38

شکل3-14 یک نمونه از ایرکولرها                                                                                          39

شکل3-15 انواع شیر انبساط                                                                                                 48

شکل 3- 16 نمونه و شماتیک شیر انبساط دستی                                                                        49

شکل3- 17 شماتیک دیاگرام شیر انبساط اتوماتیک                                                                     49

شکل3-18 سه نیروی اعمالی به دیافراگم شیر انبساط حرارتی                                                      50

شکل3-19 شماتیک شیر انبساط ترمواستاتیک                                                                            51

شکل4-1 نمونه¬ای از کاتالوگ کمپرسور                                                                                 54

شکل4-2 نمونه¬ای از کاتالوگ شیر انبساط                                                                             61

شکل4-3  شیر دارای تعدیل کننده داخلی                                                                                   62

شکل4-4 شیر دارای تعدیل کننده خارجی                                                                                  62

شکل4-5 الگوریتم شبیه¬سازی سیکل تبریدتراکی                                                                        73

شکل 5-1 روند تغییرات توان مصرفی کمپرسور بر¬حسب افزایش دمای محیط                                  75    

شکل 5-2 مقایسه روند تغییرات ظرفیت تبرید بر¬حسب افزایش دمای محیط                                      75

شکل5-3 روند تغییرات ضریب عملکرد سیکل بر¬حسب افزایش دمای محیط                                     76

شکل5-4 روند تغییرات حرارت دفع شده از کندانسور بر حسب افزایش دور فن کندانسور

در چند دمای ثابت                                                                                                                        77

 

 

شکل5-5 روند تغییرات ضریب عملکرد سیکل بر حسب افزایش دور فن کندانسور در چند دمای ثابت           77

شکل5-6 روند تغییرات حرارت دفع شده از کندانسور بر حسب درصد افزایش سطح اولیه آن برای سه

شرط دمایی با رطوبت نسبی ثابت                                                                                                      78

شکل5-7روند تغییرات ضریب عملکرد سیکل بر حسب درصد افزایش سطح اولیه کندانسور برای سه

شرط دمایی با رطوبت نسبی ثابت                                                                                                       78

شکل5-8 روند تغییرات کار مصرفی کمپرسور با افزایش دمای محیط در رطوبت نسبی¬های مختلف              79

شکل5-9 حرارت دفع شده در کندانسور با افزایش دمای محیط در رطوبت نسبی¬های مختلف                       80

شکل5-10 ضریب عملکرد سیکل تبرید با افزایش دمای محیط در رطوبت نسبی¬های مختلف                       80