تحلیل فشار و سرعت سیال جاری گرم در مبدل های حرارتی از نوع لوله های هم مرکز با مرز نوسانی به صورت سه بعدی

پروژه حاضر به بررسی ارتعاشات القاء شده توسط سیال در یک مسیر حلقوی می پردازد. یکی از مسائل مهم در مبدل های حرارتی، ارتعاشات القا شده توسط سیال در سازه ،fiv، یا اندرکنش سازه و سیال ،fsi، می باشد که بروز این پدیده در مبدل های حرارتی باعث ایجاد خسارت هایی در مبدل می گردد. بنابراین به منظور جلوگیری از خرابی های ناشی از fiv لازم است که این پدیده بطور کامل شناخته شده و مورد بررسی قرار گیرد. در این تحقیق از گروه نرم افزار های ansysدر بررسی های عددی استفاده می شود. بطور کلی نرم افزارهای استفاده شده به دو نرم افزار مستقل ansys - cfx و ansys - workbench تقسیم بندی می شوند. ابتدا در محیط workbench هندسه تولید شده و مش زده می شود سپس در محیط cfx، شبیه سازی کلی و شرایط مرزی اعمال می گردند. به منظور تایید روش نرم افزاری مذکور به مقایسه ی نتایج حاصل از آن با نتایج مراجع مختلف اقدام شده است که نتایج توافق خوبی با هم دارند. تغییر پارامترهای موثر از جمله فرکانس طبیعی سازه، سرعت سیال، جابجایی اولیه، فاصله مسیر حلقوی و دمای سیال بر پایداری سازه و دامنه پروفیل های سرعت و فشار مورد بررسی قرار گرفته اند. مهم ترین نتایج این پروژه به صورت زیر تقسیم بندی می شوند: - با افزایش فرکانس طبیعی ارتعاش سیلندر بیرونی، اندازه دامنه پروفیل های سرعت محیطی و فشار ناپایدار به شدت افزایش می یابد به طوری که میرایی کمتر و فرکانس کوپله بزرگتری در سیستم وجود دارد. - افزایش سرعت سیال عبوری از مسیر حلقوی تغییر کمی در دامنه پروفیل های سرعت محیطی و فشار ایجاد می کند همچنین میرایی کمتری در سیستم دیده می شود ولی در فرکانس کوپله تغییری ایجاد نمی کند. - با افزایش جابجایی اولیه ی سیلندر بیرونی، دامنه سرعت محیطی و فشار به مقدار نسبتاً زیادی افزایش می یابد و میرایی کمتری در سیستم مشاهده می شود ولی تاثیری در فرکانس کوپله دیده نمی شود. - افزایش فاصله مسیر حلقوی باعث کاهش دامنه سرعت و فشار ناپایدار می شود. همچنین با افزایش این پارامتر میرایی خیلی کمتری در سیستم وجود خواهد داشت. - افزایش دمای سیال همواره باعث افزایش دامنه پروفیل های سرعت محیطی و فشار می شود به طوری که میرایی کمتر و فرکانس کوپله بزرگتری در سیستم مشاهده می شود. پایداری سیستم در فرکانس های پایین به شدت به دمای سیال بستگی دارد.