nx دارای 17 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد nx کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
این پروژه توسط مرکز nx2 آماده و تنظیم شده است
توجه : در صورت مشاهده بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي nx،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد
بخشی از متن nx :
بهینه سازی كنداسورهای لوله ـ پرّه دار با استفاده از یك سیستم هوشمند
خلاصه : مسیر عبور مبّرد ( تعداد pass ) تأثیر قابل توجهی بر روی ظرفیت مبدل می گذارد . یك مهندس طراح به طور معمول یك مسیر عبور برای مبرد مشخص می كند و با استفاده از یك مدل شبیه سازی شده و یا یك تست آزمایشگاهی از درستی تصمیم خود یقین حاصل می كند . فر آیند بهینه سازی مسیر حركت جریان با استفاده از تكنیك های جستجوی هوشمند می تواند بهبود پیدا كند . این مقاله تجربیاتی را همراه با یك برنامه بهینه سازی هوشمند متفاوت و جدید ارائه می كند . ISHED یك سیستم هوشمند برای طراحی مبدل های حرارتی است ، این سیستم به كار گرفته شده است تا با طراحی مسیر عبور جریان مبرد در كنداسورهای لوله ـ پرّه دار ظرفیت آنها رابه حداكثر برساند .
این برنامه ( ISHED ) در یك حالت نیمه داروینی ( Darwinian ) عمل می كند و سعی می كند تا مسیر هایی را برای عبور جریان پیدا كند كه ظرفیت كنداسور را برای شرایط خاص كار كرد و پیش فرض های طراحی كنداسور به حداكثر برساند . در اینجا نمونه هایی از مسیر های بهینه سازی وجود دارد كه برای 6 مبرد گوناگون طراحی شده است .
ISHED نشان داد كه می تواند ساختاری از مسیر عبور جریان را ، با ظرفیت هایی برابر و حتّی بیشتر از ظرفیت های بدست آمده با روش های محاسباتی و طراحی دستی به وجود آورد ، به ویژه در مواردی كه هوا با توزیع غیر یكنواخت وارد می شود . مقدمه :اِواپراتورها ( بخار كننده ها ) و كنداسورها ی لوله ـ پرّه دار از انواع عمده مبدل های مبرد ـ هوا هستند . عملكرد آنها تحت تأثیر تعداد زیادی از پارامتر های طراحی است ، برخی از این پارامترها محدود می شوند به سفارش ها و یا قابلیت ها و توانایی های تولید و ساختِ صنعتیِ كه در دسترس می باشد . هنگامی كه ابعاد خارجی مبدل ، قطر لوله ، فاصله گذاری بین لوله ها و پرّه ها و محدوده سطح انتقال حرارت معین شد ، مهندس طراح بایستی ترتیبی برای قرار گیری لوله
هایی كه مرتبط با تعیین جریان مبرد در داخل لوله های مارپیچی هستند مشخص كند . در واقع هدف مهندس طراح مشخص كردن مسیری است ، كه مبرّد در آن مسیر ، ظرفیتِ دِبی لوله های مارپیچی را به حداكثر مقدار خود برساند . تعداد این مسیرها ، كه برای عبور جریان مبرد ، می توان یكی از آنها را برگزید مشخص هستند . برای مثال یك مبدل حرارتی سه ردیفه با دوازده لوله در هر
ردیف تقریباً دارای 2 x 1045 حالت ممكن به عنوان ساختارِ مسیر عبور جریان است . اكنون می توان گفت فرآیند طراحی مسیر عبور جریان در وحله اوّل توسط تجربه مهندس طراح و پس از آن به كمك برنامه هایی كه عملكرد مبدل را شبیه سازی می كنند هدایت می شود . (انتخاب) طراحی یك مسیر جریان بهینه برای مبرد وقتی سخت تر می شود كه توزیع جریان هوا بر روی سطح لوله های مارپیچ داخل مبدل به طور غیر یكنواخت باشد . در چنین حالتی ، ممكن است مهندس طراح به اشتباه بیاُفتد و تغییرات سرعتِ جریان هوا را یكنواخت فرض كند ، كه در چنین شرایطی این فرض ،
كاهش ظرفیت را برای مبدل به دنبال خواهد داشت ( Chwalow Skietal : 1989 ) . در میان مقالاتی كه در حال بررسی در رابطه ، باعث بهینه سازی مسیر جریان مبرد هستند ، یك ارزیابی تحلیلی درباره تعداد بهینه لوله های موازی در یك اِواپراتور ( تبخیر كننده ) نشان داد كه حداكثر ظرفیت مبدل هنگامی میسّر می شود كه افت دمای اشباع مبرّد برابر با 33% اختلاف دمای میانگین بین مبرد و دیواره لوله باشد ( Granryd and Palm 2003 ) . بررسی شبیه سازی 6 چیدمان برای مسیر جریان ، ما را به این نتیجه رساند كه ، با یك طراحی مناسب و درست برای مسیر جریان مبرد ، ممكن است ، سطح انتقال حرارت در قیاس با ساختار هایی رایج به اندازه 5% كاهش یابد ( Liangetall . 2001 ) .
بررسی دیگر با توجه به عملكرد های متناوب R22 ، نشان داد كه در كندانسورها ، مبرّدهای گوناگون ، برای به حداكثر رساندن ظرفیت مبدل ( كندانسور ) نیاز به ساختار های گوناگون در مسیر جریان دارند . ( Cassonetal . 2002 ) . نتایج شبیه سازی نشان می دهد كه ، مبردهای فشار بالا ، هنگامی كه با جریان جزئی بالا استفاده می شوند ، مؤثرتر از R22 هستند و علت آن افت كم دمای اشباعشان است و به علت این امر نیز ، افت فشاری است كه مبرد دچار آن می شود . این نتیجه گیری ، مفهوم فاكتور جریمه را ( Penalty Factor ) بیشتر روشن می كند ( Cavalliniatal . 2000 ) ، كه در محاسبه اُفت دمای اشباع مبرد در طی یك چگالش با جابجایی اجباری به كار گرفته می شود . یك وجه مشترك بین تمامی مطالعات و بررسی های ذكر شده بالا ، این است كه تمامی آنها مبدل
های حرارتی لوله ـ پرّه دار ، با چیدمان های اوّلیه متفاوت برای مسیر جریان را مورد توجه قرار داده اند . اكنون یك نگرش امكان پذیر است ، با پیشرفت هایی كه در ساخت ماشین های هوشمند به وجود آمده ، طرح های مدار حركت ، كه بر اساس ، اقتضای شرایط ایجاد می شوند ، می توانند برای بكارگیری مبدلهای خاص با توزیع هوای ورودی یكنواخت و غیر یكنواخت تولید شوند . این توانایی ها به اثبات رسیده است ، چگونه !؟به وسیله یك سیستم بهینه سازی جدید و متفاوت به نام
ISHED ( Domanskietal . 2004a ) . پی گیری كار مشخص كرد ، كه به كارگیری ISHED برای بهینه سازی مدار حركتِ ( مسیر ) مبرد در اِواپراتورهایی كه با ایزو بوتان ( R600a) ، R134a ، پروپان ( R290 ) ، R22 ، R140a ، R32 كار می كنند میسّر است . ( Domanskietal . 2004b ) . در این مقاله به كار گیری ISHED را برای كندانسورهایی كه با همین 6 مبرد كار می كنند ، شرح و سبط می دهیم .
2- بهینه سازی مدار حركت مبرد با ISHED : شكل 1 یك دیاگرام از سیستم ISHED را نشان می دهد . این سیستم مركب است از یك شبیه ساز مبدل حرارتی ، كه ظرفیت های مبدل را متناسب با ساختارهای گوناگون مسیر جریان (مدارحركت ) فراهم می سازد و یك دستگاه برنامه ساز كه در آماده كردن ساختارهای جدید شركت می كند .
ISHED از یك نظریه تحولیِ همراه با جابجایی استفاده می كند ، كه در آن ISHED در یك برنامه تولید ساختار مدار جریان عمل می كند ، هر قسمت از این فرآیند تولید ، به وسیله شبیه ساز تغییر می كند ، كه ظرفیتی را به عنوان یك مقدار مناسب عددی برای مبدل فراهم می سازد . طرح های مدار حركت ( جریان ) و مقادیر مناسب ظرفیت شان برای تصمیم گیری درباره تولید طرح های بعدی مدار جریان ، به برنامه كنترل ( Control Modnle ) بر می گردند . از این پس فرآیند بهینه سازی به یك حلقه تكرار برده می شود و به تعداد تولیدات مشخص شده تكرار می شود . از دیگر طرح های ISHED ، استفاده از دو برنامه ساز ، به عنوان نسل جدیدی از تولید كننده های مسیر جریان مبرد است . این دو برنامه ساز عبارتند از :
– Based Evolutionary Computational / Module Knowledge Symbolic Learning Module. برنامه ساز یا همان كنترل كننده برنامه تصمیم می گیرد كه چه برنامه ای را برای (تولید) ایجاد مدارِ بعدی مورد استفاده قرار گیرد . در ابتدای برنامه بهینه سازی ، – Based Evolutionary Computational / Module Knowledge Symbolic Learning Module. تا زمانی كه ، ظرفیت های حاصل از تولیدات مدار حركت ، بهینه باشد مورد استفاده قرار می گیرد ، سپس در صورت بهینه نبودن ظرفیت ها با برنامه قبلی فرآیند با برنامه Learning ـ Symbolic عوض
می شود و این برنامه نیز تا زمانی كه باعث بهبود ظرفیت حاصل از تولیدات مدار حركت می شود ، اجراء می شود و این تعویض شدن دو برنامه با یكدیگر به طور متناوب ، با توجه به ظرفیت ماكزیمم ادامه پیدا می كند . این عمل ( تعویض شدن دو برنامه با یكدیگر ) توسط بخش كنترل كننده برنامه ها انجام می شود .
ساختار تابعیِ ISHED ـ Figure 1 مدل شبیه سازی شده مورد استفاده در این سری مطالعات ، COND ، متشكل است از برنامه شبیه سازی COND ـ EVAP ( NIST . 2003 ) . COND در یك طرح لوله به لوله تهیه و سازماندهی شده است كه به كاربر اجازه می دهد تا یك ساختار دلخواه برای مسیر جریان مبرد و یك توزیع یك بعدی دلخواه برای هوای ورودی مشخص كند . هنگامی كه مبرد در داخل یك لوله از بخار فوق گرم به جریان دو فازی تغییر می كند و یا از یك جریان دو فازی به مایع مادون سرد تغییر می كند ، برنامه محل عبور و انتقال را تعیین می كند ، و اُفت فشار و انتقال حرارت وابسته به همان قسمت را
درخواست می كند . به عنوان هدف اصلی این تحقیق ، ما توانایی كلی COND ( سرعت و واگرایی ) را بهبود بخشیدیم ، و اُفت فشار مربوطه را در لوله های راست بالا بردیم ، (Muller – SteinhagenandHeck 1986 ) و خم ها ( مثل زانویی ها ) را به طول های راست تبدیل كردیم . ( Idelchik 1986 ) .
خواص مبردهای مورد بررسی :جدول 1 مبرّدهای مورد استفاده در این تحقیق را ارائه می دهد . این مبرّد ها به خاطر این برگزیده شده اند كه گستره وسیعی از خواص فیزیكی راكه بر روی مبدل حرارتی و عملكرد سیستم هوشمندِ ما تأثیر می گذارند ، در خود جای می دهند . اطلاعات مربوط به مبردها ـ جدول 1GWPlooyearshorizon ایمنی حرارتی گرمای ویژهمولی بخار( j/mol ) جرم مولی( g/mol ) فشار بخار اشباع( kpa )2 مبرّد
( 1 ) خواص تمامی سیالات بر اساس Refprop ( Lemmonetall . 2002 ) . ( 2 ) مربوط به دمای شبنم 45C .( 3 ) در فشار ثابت .( 4 ) ( Ash Rae2001 ) .( 5 ) پتانسیل گرمایی جهانی .( 6 ) ( Calm and Hourahan . 2001. Ipcc2001 ) .
تفاوتها در خواص ترمودینامیكی مبرّدهای تحت مطالعه و بررسی را می توان به طور كاملاً واضح و آشكار در دیاگرام دما ـ آنتروپی مشاهده كرد ، این دیاگرام در شكل 2 ارائه شده است ، كه آنتروپی در آن ، با توجه به مقیاسِ مطابق شكل ، یك مقایسه كیفی را میسر می سازد . قسمت های گنبدی شكلِ دو فازیِ نشان داده شده در منحنی های دیاگرام شكل 2 به طور قابل توجهی متفاوت هستند ، كه این امر عمدتاً ناشی از تفاوت دمای بحرانی و گرماهای ویژه مولی می باشد ، در نتیجه بر اساس یك سری از اصول تئوری ترمودینامیكی ، سیال های انتخاب شده به هنگام
تحویل و تغییر فاز در یك سیكل تراكمی بخار دارای ضریب عملكرد های بسیار متفاوتی هستند . با ملاحضه و بررسی عملكرد كندانسور متوجه می شویم كه ، محل نقطه بحرانی و گرمای ویژه مولی بر روی درجه حرارت فوق گرم بخار در ورودی كندانسور تأثیر می گذارد ، همچنین بر روی دمای بحرانی ، فشار كندانسور ، چگالی بخار و تغییر دمای اشباع متناسب با فشار نیز تأثیر می گذارد .
در میان خواص متغیر ، ضریب انتقال حرارت هدایتی مایع و چگالی آن برای عملكرد مبدل از اهمیت ویژه ای بر خوردارند . شكل 3 این خواص را برای مبردهای بررسی شده نسبت به خواص مشابه در R22 نمایش می دهد . ( در جایی كه Tsat و P دما و فشار نقطه شبنم را مشخص می كند .)
Figuer2دیاگرام دما ـ آنتروپی برای مبردهای بررسی شده ( آنتروپی مطابق با عرض ( پهنای ) ناحیه گنبدی شكل مربوط به ناحیه دو فازی می باشد .
Figure3خواص تر مو فیزیكی مبرد های انتخاب شده نسبت به خواص R22 در دمای C 45هدف از فرآیند طراحی مبدل حرارتی استخراج كردن ( پیدا كردن ) خواصی از مبدل است ، كه به كمك آنها ، در طراحی ، ظرفیت مبدل را به حداكثر برسانیم . این امر مهم وابستگی شدید دارد ، به تعیین مدار حركت مبرّد با جریان جرمی بهینه كه برای ضریب انتقال حرارت مبرد در افت فشار قابل قبول و مناسب ، مفید خواهد بود . دیگر مسئله قابل توجه و ملاحظه ایجاد ساختاری برای مدار
حركت مبرد است ، تا بتواند نقش یك مبدل ، با یك جریان تركیبی هم جهت ـ مختلف الجهت را بین مبرد و هوا ایفا كند . با توجه به تعداد خواص مبرد كه بر روی عملكرد كندانسور تأثیر می گذارند ه پیدا كردن طرح مدار حركت ( جریان ) بهینه ، یك امر مهم و بسیار دشوار است ، حتی برای یك مهندس طراح با تجربه . كندانسور انتخاب شده و شرایط كا
ر كرد :در این بررسی ما از یك كندانسور دو ردیفه مشابه با یك سیستم هوا ساز 52 kw . استفاده کردیم. جدول 2 پارامترهای طراحی كندانسور را نشان می دهد . شرایط كاركرد برای هوا به صورت زیر تعریف شده :دمای هوای ورودی C 35 ، رطوبت نسبی 50% و فشار 101325 kpa . حال یاد آوری می كنیم كه این پروژه تحقیقاتی تغییرات سرعت یكنواخت و غیر یكنواخت هوای ورودی را بررسی می كند . برای تمامی مسیرهای بهینه سازی و شبیه سازی ، ما دمای اشبای ورودی كندانسور را در C 45 ثابت نگه داشتیم و دمای مادون سرد را در 5C ، اما برای هر سیال یك دمای مافوق گرم متفاوت تعریف كردیم . ما دمای فوق گرم را بر اساس شرایط خروجی اِواپراتور كه دمای اشباع در آن C 7.2 ، C 5 محاسبه كردیم و همچنین برای راندمان فشار ، مقدار 70% را محاسبه كردیم . این نظریه برای تعیین وضعیت مبرد در ورودی كندانسور به عنوان یك پیش فرض در نظر گرفته شده است .
Table 2
اطلاعات طراحی كندانسور
Table 3شرایط مبرد در ورودی كندانسور5- بهینه سازی مدار جریان كندانسور :
هر مسیر بهینه سازی ISHED ، از 500 شكل مختلف كه هر شكل می تواند خود نیز دارای 20 حالت گوناگون برای مدار جریان باشد ، تشكیل شده است . از این رو هر یك از مسیرهای بهینه سازی می تواند دارای 10000 شكل و حالت منحصر به فرد برای تحول و ساختار مدار حركت سیال باشد . به محظ تكمیل شدن فرآیند بهینه سازی ، ما بهترین طرح را بررسی كردیم و آن را اصلاح نمودیم تا با مشكلات و واقعیات مراحل ساخت مطابقت پیدا كند .
ما فرآیند های بهینه سازی را در دو سری تقسیم بندی كردیم :1 بهینه سازی برای توزیع یكنواخت هوای ورودی 2 بهینه سازی برای توزیع غیر یكنواخت هوای ورودینتایج بدست آمده برای توزیع یكنواخت هوای ورودی :ما طراحی را به طریقه دستی برای 14 ساختار گوناگون مدار جریان آغاز كردیم . این طرح های دستی در 5 فرم كلی تشكیل شده بودند . این طرح ها شامل طرح یك مداره ، دو مداره هم گرا به یك لوله مشترك ، سه مداره هم گرا به یك لوله مشترك ، دو مداره جدا گانه ، چهار مداره جداگانه و یك طرح با هفت مدار جداگانه بودند .
ما این طرح ها را با Cond برای هر مبرد تغییر دادیم وسپس عملیات بهینه سازی را با استفاده از ISHED اجراء كردیم . برای مبردهای R290 ، R22 ، R32 ، R410a ، ISHED طرح های مدار جریان را با یكی كردن دو شاخه از مدار جریان در یك نقطه مشترك به ما برگرداند . برای دو مبرد باقی مانده ، یعنی R134a و R600a كه فشار اشباع پایین تری نسبت به گروه اول دارند ، ISHED مدار جریان را با یكی كردن سه شاخه از مدار در یك نقطه مشترك طراحی كرد . شكل 4 نتایج بدست آمده از بهترین طرح های دستی برای ساختار مدار جریان و ساختار های بهینه سازی شده توسط ISHED را نشان می دهد . برای هر یك از مبرّدهای طرح ISHED بهتر یا حداقل از لحاظ باز دهی معادل با بهترین طرح های دستی برای مسیرهای مدار جریان دستی . شكل4 ظرفیت های كندانسور برای قسمت های مربوط به طراحی های دستی و طراحی های بهینه ISHED
با توجه به دانش خواص سیالات ، به نظر منطقی می رسد كه سیالات تحت مطالعه و بررسی به لحاظ وضعیت و شكل و شمایلی كه در شكل 4 نشان داده شده است ، یك طبقه بندی و دسته بندی نسبی داشته باشند . R600a تأثیر پذیری نا سازگارتری نسبت به دیگر مبرّد ها در مقابل افزایش جریان جرمی از خود نشان می دهد ، و به نظر می رسد كه این مبرّد برای جریان های هم سو ( Parallel ) عمل كرد بهتر و سودمند تری نسبت به دیگر مبرّد ها از خود نشان می دهد و بر عكس این حالت برای مبرّد R32 صادق است . ISHED در ابتدای فرآیند بهینه سازی از این خصوصیات هیچ گونه آگاهی ندارد
امّا می فهمد كه یك سری خواص مشخص ، نتایج بهتر و مطلوب تری در بر دارند و بنا براین در هر تولید ( ایجاد یك مسیر جریان برای حركت سیال در مدار ) نسبت به تولید قبل بیشتر از این خواص بهره می گیرد . ما ممكن است این موضوع را در ذهن خود داشته باشیم ، كه اگر چه مدار های بهینه ISHED برای سیال مربوطه شان بی نظیرند ، امّا طرح های مشابه برای انواع مبرد ها ، تقریباً مشابه عمل می كرد .
ادامه خواندن مقاله در مورد بهينه سازي كنداسورهاي لوله ـ پرّه دار با استفاده از يك سيستم هوشمند
نوشته مقاله در مورد بهينه سازي كنداسورهاي لوله ـ پرّه دار با استفاده از يك سيستم هوشمند اولین بار در دانلود رایگان پدیدار شد.