تحلیل عددی انتقال حرارت در مبدل های سیکلونی با رویکرد بهینه سازی انرژی در زیرساخت های شهری تاب آور

چکیده مقاله

در دهه های اخیر، رشد سریع شهرنشینی و افزایش تقاضای انرژی در بخش های مختلف شهری، لزوم بهینه سازی مصرف انرژی و ارتقای تاب آوری زیرساخت های شهری را بیش از پیش نمایان ساخته است یکی از راهکارهای موثر در این زمینه، بهره گیری از فناوری های نوین در سیستم های حرارتی و تهویه ای شهری است مبدل های حرارتی سیکلونی به عنوان یکی از اجزای کلیدی در فرآیندهای صنعتی و شهری، نقش مهمی در بازیافت انرژی، کاهش مصرف سوخت و بهبود عملکرد سیستم های گرمایش و سرمایش ایفا می کنند در این پژوهش، به منظور تحلیل دقیق رفتار انتقال حرارت بین سیال گازی و مواد خام جامد در یک مبدل حرارتی سیکلونی، شبیه سازی عددی یک طبقه از سیکلون پنج مرحله ای مورد استفاده در کارخانه سیمان با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی انجام شده است و برای ایجاد هندسه و شبکه بندی، حل معادلات حاکم بر جریان و تحلیل نتایج، از نرم افزارهای فلوئنت و گمبیت استفاده شده است نتایج شبیه سازی نشان می دهد که گاز به همراه ذرات جامد به صورت مماسی وارد سیکلون شده و تحت تاثیر نیروی گریز از مرکز به صورت مارپیچی به سمت پایین حرکت می کند و با کاهش شعاع مخروطی سیکلون، سرعت ذرات افزایش یافته و شرایط هم دمایی بین فاز گاز و جامد عمدتا در کانال ورودی سیکلون حاصل می شود؛ به طوری که حدود ۸۰ درصد انتقال حرارت در این ناحیه رخ می دهد همچنین، تاثیر اندازه ذرات بر رفتار دینامیکی و حرارتی سیستم بررسی شده و مشخص گردید که ذرات با قطر بزرگ تر تمایل بیشتری به جدایش از جریان گاز و سقوط به سمت پایین دارند این تحلیل عددی می تواند به عنوان مبنایی برای طراحی بهینه مبدل های سیکلونی در زیرساخت های شهری مورد استفاده قرار گیرد؛ به ویژه در سیستم های گرمایش منطقه ای، تهویه مطبوع مرکزی، و بازیافت حرارت در ساختمان ها و تاسیسات شهری بهینه سازی عملکرد این مبدل ها نه تنها موجب کاهش مصرف انرژی و افزایش بهره وری می شود، بلکه در ارتقای تاب آوری انرژی در شهرها در برابر بحران هایی نظیر قطعی برق، نوسانات قیمت انرژی و تغییرات اقلیمی نیز نقش موثری ایفا می کند

کلیدواژه‌ها

نویسندگان

روح اله مظفری

کارشناس تاسیسات دفتر فنی، معاونت فنی و عمرانی شهرداری شیراز

مظفری، روح اله،1404،تحلیل عددی انتقال حرارت در مبدل های سیکلونی با رویکرد بهینه سازی انرژی در زیرساخت های شهری تاب آور،اولین کنگره ملی نگهداری و تعمیرات ابنیه و تاسیسات شهری،شیراز

ارائه‌شده در

مجموعه مقالات اولین کنگره ملی نگهداری و تعمیرات ابنیه و تاسیسات شهری12 آذر 1404 · شیراز