تحلیل انرژی و اگزرژی ترموسیفون با جریان جوششی flow boiling

امروزه بحث انرژی ، بهینه سازی مصرف و آلودگیهای ناشی از آن به یکی از حیاتی ترین مشکلات بشر تبدیل شده است . شاهد هستیم که به طرق گوناگون بخش عظیمی از انرژی را به راحتی هدر می دهیم. فن آوری لوله های گرمایی ، علی الخصوص در این زمینه می تواند راهگشای بسیاری از مشکلات و گشودن دریچه های تازه به بحث بازیافت انرژی باشد. با توجه به سابقه زیاد لوله های گرمایی در کاربردهای صنعتی و تجاری جهان ، ساخت و استفاده از آنها به پیشرفت های قابل توجهی دست یافته است. اگر چه در کشورهای صنعتی ، کاربردهای این فن آوری به میزان قابل توجهی شناخته شده اما متأسفانه در ایران ، هنوز آن طور که شایسته است رویکرد جدی به این مقوله وجود ندارد. هم اکنون عمده ترین بخش تولید انرژی در کشور ما نیروگاههای حرارتی هستند. با توجه به پایان پذیر بودن منابعی که برای تأمین سوخت این مراکز مورد استفاده قرار می گیرند ، متوجه خواهیم شد که بازیافت انرژی تلف شده حاصل از این سوخت ها می تواند کمک عظیمی به حفظ این سرمایه های ملی باشد. بازیافت انرژی با استفاده از ساده ترین نوع فن آوری لوله های گرمایی ( ترموسیفون ) ، براحتی قابل وصول است و در عمل کارایی بیشتری از روشهای موجود را نشان خواهد داد. در کار حاضر، مدل‍‍ی فرض‍‍ی از یک ترموس‍‍یفون با جریان جوششی ارائه شده که تحت شرایط چرخش طبیعی عمل می کند و به شدت تحت تأثیر حرارت ورودی به اواپراتور است ، ترموسیفون دوفازی حلقه بسته استفاده شده در این تحقیق برای سیال کاری آب با نرم افزار ees مدل سازی شده و همچنین برای ابعاد هندسی مختلف لوله ها تحلیل شده است که طرز عملکردشان و قابل انعطاف بودنشان آنها را هم برای سرمایش الکترونیکی و هم برای کاربردهای متفاوتی در ارتباط با منابع آنتالپی پائین در دسترس می سازد. بطور ساده اصول عملیاتی ترموسیفون بر پای? جریان سرد کننده دوفازی مایع-بخار می باشد ، به همین جهت به ورودی انرژی خارجی نیازی ندارد. و ساختار ساد? دستگاه باعث پایین آمدن هزینه های ساخت می شود و تحت شرایط مناسبی می تواند دمای قطعه مورد نظر جهت خنک کاری را در دمای جوش سیال عامل بطور ثابت نگه دارد. پس از معرفی و مدلسازی طرح پیشنهادی با استفاده از اصول اولی? ترمودینامیک ، پیش بینی افت فشار مدلهای مختلف جریان آورده شده و معادلات بقای انرژی و افت فشار برای مدل مذکور ارائه می گردد (قانون اول ). سپس تحلیل اگزرژی مدل صورت گرفته است (قانون دوم) . در بخش بعدی به بررسی نتایج و نمودارهای بدست آمده از شبیه سازی مدل با نرم افزار ees پرداخته می شود. ازجمله مهمترین نتایج بدست آمده این است که ، افزایش تدریجی ناحیه سطح مقطع دیگ بخار در طول سطح جوشش می تواند شدت افت فشار را در مقطع دیگ بصورت چشمگیر کاهش دهد. همچنین تحلیل اگزرژی مدل نشان می دهد که بیشترین مقدار شدت افت اگزرژی مربوط به تبخیرکننده می باشد و فرآیند های برگشت مایع و صعود بخار کمترین شدت افت اگزرژی را دارند. دلیل این افت نیز می تواند انرژی صرف شده برای غلبه بر اصطکاک و پمپاژ سیال باشد.