بررسی تجربی و بهبود عملکرد لوله های حرارتی نوسانی در مبدل بازیافت
چکیده
جمعیت استفاده کننده از انرژی در جهان نسبت به دهه های اخیر روز به روز در حال افزایش است. بدین ترتیب علاقه بشر برای دستیابی به منابع جدید انرژی از قبیل انرژی باد، بیو، آب، انرژی خورشیدی و غیره، قابل توجیه است، اما همچنین کاهش مصرف انرژی نیز باید همزمان مورد توجه واقع شود. یکی از روش های نوین، تولید انرژی از انرژی¬های موجود بدون مصرف آن می¬باشد. همچنین آلودگی محیط زیست و تامین انرژی در آینده¬ای نه چندان دور به صورت یک بحران جدی بروز خواهد کرد و هزینه سوخت مصرفی در کشور ما ایران به این ارزانی نخواهد بود. لذا صرفه¬جویی و بازیافت انرژی یک راه حل مناسب برای این مشکل می تواند باشد. از طرفی صنایع به دنبال تجهیزاتی خواهند رفت که علاوه بر راندمان بالا از نظر اقتصادی نیز بسیار مقرون به صرفه باشند. استفاده از بازیاب¬های حرارتی با استفاده از لول های حرارتی نوسانی یکی از این روش¬ها می-باشد. در این پژوهش به بررسی تجربی کارایی لوله¬های حرارتی نوسانی بسته در مبدل¬های گرمایی، روش طراحی و ساخت یک نمونه مبدل بازیافت حرارت برای گرمایش هوا توسط لوله¬های حرارتی نوسانی پرداخته شده است. از یک ردیف لوله حرارتی نوسانی با نسبت پرشدگی 40 درصد با سیال عامل اتانول و نانو سیال نقره استفاده شده است، در این حالت دبی جرمی دود ثابت در نظر گرفته شد و اثر تغییر دبی جرمی هوا و همچنین افزایش دمای دود ورودی بر روی عملکرد مبادله¬کن مورد بررسی قرار گرفت و تحلیل آن از نظرگاه انرژی و اگزرژی مورد بررسی قرار داده شده است. نتایج نشان می¬دهد که افزایش دبی جرمی هوا باعث افزایش اختلاف دمای ورودی و خروجی مجرای گرم و کاهش اختلاف دما در مجرای سرد می¬شود. از سوی دیگر افزایش دمای ورودی دود نیز باعث افزایش اختلاف دما در هر دو مجرا می¬شود. افزایش دبی جرمی و دمای ورودی دود باعث افزایش شار حرارتی انتقال یافته در هر دو مجرا خواهد شد و همچنین افزایش دبی جرمی باعث افزایش راندمان انرژی و کاهش راندمان اگزرژی سیستم خواهد شد اما افزایش دما الزاما افزایش راندمان را در پی ندارد. همچنین استفاده از نانوسیال منجر به بهبود افزایش عملکرد حرارتی سیستم می شود. حداکثر این افزایش برای نانو سیال در نسبت دبی 5/2 در دمای ورودی 130 درجه سانتی¬گراد و به مقدار 11 درصد اتفاق افتاده است.