نام پژوهشگر: رضا اشرفی نوش آبادی

تحلیل مبدل حرارتی بر پایه مشعل متخلخل و کاربرد آن در هیتر ایستگاه های تقلیل فشار
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کاشان - دانشکده مهندسی 1388
  رضا اشرفی نوش آبادی   عبدالمهدی هاشمی

یکی از مشکلات ایستگاه های تقلیل فشار گاز، مسدود شدن روزنه عبور گاز بر اثر کاهش دما در رگلاتور است. بمنظور پیشگیری از این حالت، گاز را قبل از کاهش فشار بوسیله گرمکن، گرم می کنند. در این گرمکن ها، لوله های عبور گاز طبیعی، سیال واسطه و لوله عبور سیال داغ وجود دارند. سیال داغ که حاوی انرژی گرمایی بالا است، محصولات احتراق بوده که حاصل از واکنش مخلوط سوخت- هوا در مشعل اتمسفریک است. از آنجا که تکنولوژی استفاده از محیط متخلخل مزیت های زیادی را در سیستم احتراقی ایفا می کند، ایده بکارگیری اینگونه مشعل ها به جای مشعل اتمسفریک مطرح شده است. در مشعل های متخلخل به طور عمده از خاصیت تابشی بالای محیط متخلخل استفاده شده که منجر به صرفه جویی در مصرف سوخت و دستیابی به راندمان حرارتی بالاتر نسبت به مشعل های معمولی می شود. در این مطالعه با استفاده از تحلیل عددی، بررسی رفتار حرارتی- سیالاتی گاز عبوری از گرمکن تحت شرایط مختلف و جایگزینی مشعل های متخلخل در گرمکن های ایستگاه تقلیل فشار، بجای مشعل های اتمسفریک مورد بحث قرار گرفته است. در ابتدا با مدل کردن لوله های کویل گاز، عملکرد گرمکن در شرایط مختلف بررسی شده و پارامترهایی نظیر دما و فشار گاز ورودی، دمای گاز بعد از رگلاتور، بار حرارتی گرمکن، دبی گاز و .... مورد مطالعه قرار گرفته اند. سپس با مدل کردن مشعل اتمسفریک در گرمکن، میزان شار حرارتی تولید شده در نسبت تعادل های مختلف به طور عددی مورد بررسی قرار گرفته که نتایج بدست آمده از آن با پارامترهای اندازه گیری شده از گرمکن مطابقت خوبی داشته است. با استفاده از نتایج بدست آمده از این شبیه سازی، چگونگی بدست آوردن حداکثر راندمان احتراق در مشعل اتمسفریک مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه با مدل سازی مشعل های متخلخل در ابعاد و نسبت تعادل های مختلف در گرمکن، مقایسه ای از نظر میزان شار حرارت تولیدی با مشعل اتمسفریک انجام شده است. اگرچه گرمکن های ایستگاه تقلیل فشار برای مشعل های متخلخل طراحی نشده اند، اما با توجه به نتایج بدست آمده، استفاده از مشعل متخلخل بجای مشعل اتمسفریک موجب افزایش راندمان حرارتی در گرمکن می شود.