24141

MEC2 261

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك - تبديل انرژي

فني و مهندسي

1403/06/23

63 ص.

ابراهيم افشاري , فريبرز كريمي طالخونچه

مسعود ضيائي راد

بازيافت گرما , هيتر , ايستگاه تقليل فشار گاز , مبدل لوله گرمايي , گرماي اتلافي

رشد روزافزون تقاضاي انرژي منجر به پيشنهاد راه‌حل‌هاي كارآمد جديد جهت تأمين انرژي مورد نياز مي‌شود. بازيابي گرما، به‌ويژه در مناطقي كه منابع انرژي تجديدپذير در دسترس نيستند؛ اميدواركننده‌ترين راه‌حل است. به همين دليل است كه حوزه بازيابي گرما در سال‌هاي اخير پيشرفت چشمگيري را نشان داده است. در اين مطالعه به تحليل لوله حرارتي براي كاربرد در بازيابي گرماي دودكش هيتر ايستگاه تقليل فشار گاز پرداخته شده است. با حل معادلات نيمه تجربي حاكم بر لوله¬هاي حرارتي، ميزان دفع گرما و مقاومت لوله حرارتي تعيين گرديد و به بررسي تاثير طول ناحيه اواپراتور، آدياباتيك، كندانسور و طول كل لوله بر عملكرد لوله حرارتي پرداخته و طول¬هاي مناسب با توجه به محدوديت¬ها انتخاب شد. به استفاده از لوله حرارتي در مبدل لوله گرمايي به منظور دفع گرماي دودكش در ايستگاه تقليل فشار گاز به هيتر پرداخته شد. نتايج نشان مي¬دهند كه با افزايش طول اواپراتور، سطح فعال براي انتقال حرارت افزايش مي¬يابد و باعث مي¬شود گرماي بيشتري از گازهاي داغ به لوله حرارت انتقال يابد و با توجه به محدوديت¬هاي ايستگاه تقليل فشار گاز طول ناحيه اواپراتور برابر 750 ميليمتر انتخاب گرديد. با افزايش طول ناحيه آدياباتيك حرارت انتقالي كاهش مي¬يابد و طول ناحيه آدياباتيك 250 ميليمتر انتخاب گرديد. با افزايش طول كندانسور مساحت فعال براي دفع گرما زياد مي¬شود و انتقال حرارت بهبود مي¬يابد و طول كندانسور 750 ميليمتر در نظر گرفته شد. تغييرات دماي اواپراتور روندش بر حسب دماي كندانسور به صورت كاهشي است و در دماي كندانسور 50 درجه سلسيوس، مينيمم دماي اواپراتور را داريم. با افزايش دبي گازهاي داغ، ميزان حرارت از گازهاي داغ و درنتيجه ميزان حرارت انتقالي لوله حرارتي افزايش مي¬يابد. راندمان مبدل لوله گرمايي% 1/82 است. هر چه راندمان مبدل حرارتي افزايش يابد؛ باعث مي¬شود راندمان گرمكن نيز افزايش يابد. در نقطه طراحي راندمان گرمكن در ايستگاه تقليل فشار% 8/49 است.

Heat recovery , Heater , Gas Pressure Reduction Station , Heat Pipe Exchanger , Waste heat

Heat recovery from chimneys of gas pressure reducing station heaters with the help of heat pipe converters

مهندسي مكانيك

The ever-increasing growth of energy demand leads to the proposal of new efficient solutions to supply the required energy. heat recovery, especially in areas where renewable energy sources are not available; It is the most promising solution. This is why the field of heat recovery has shown significant progress in recent years. In this study, the analysis of the heat pipe for use in the heat recovery of the heater chimney of the gas pressure reduction station has been discussed. By solving the semi-empirical equations governing the heat pipes, the amount of heat rejection and the resistance of the heat pipe was determined, and the effect of the length of the evaporator, adiabatic, condenser and the total length of the pipe on the performance of the heat pipe was investigated, and the suitable lengths were considered according to the limitations. was selected. The use of a heat pipe in a heat pipe exchanger was discussed in order to remove the heat of the chimney in the gas pressure reduction station to the heater. The results show that with the increase in the length of the evaporator, the active surface for heat transfer increases and causes more heat to be transferred from the hot gases to the heat pipe, and according to the limitations of the gas pressure reduction station, the length of the evaporator area is equal to 750 mm was chosen. As the length of the adiabatic zone increases, the heat transfer decreases and the length of the adiabatic zone was chosen to be 250 mm. By increasing the length of the condenser, the active area for heat removal increases and the heat transfer improves, and the length of the condenser was considered to be 750 mm. The evaporator temperature changes according to the condenser temperature in a decreasing manner, and at the condenser temperature of 50 degrees Celsius, we have the minimum evaporator temperature. By increasing the flow rate of hot gases, the amount of heat from the hot gases and as a result, the heat transfer rate of the heat pipe increases. The efficiency of the heat pipe converter is 82.1%. As the heat exchanger efficiency increases; It also increases the efficiency of the heater. At the design point, the efficiency of the heater at the pressure reduction station is 49.8%.

5