تم انجاز رسالة الماجستير للطالبة (فاطمة احمد عبد الخالق) في قسم الهندسة الميكانيكية عن بحثها الموسوم ” تقييم الاداء لمبادل حراري مباشر ثلاثي الاطوار ” باشراف أ.م.د. نجم عبد جاسم ، من قبل لجنة المناقشة المؤلفة من :
د. سعد محسن صالح/ أستاذ (رئيساً)
د. قصي جهاد عبد الغفور/ أستاذ مساعد (عضوا)
د. عصام محمد علي/ مدرس (عضواً)
وتلخص البحث بما يلي :
يتناول البحث الحالي دراسة عملية لمبادل حراري مباشر ثلاثي الطور، لنظام (ماء- R11). حيث أن الماء هو الطور المستمر (السائل) و R11 (الغاز- السائل) هو الطور المتشتت. يتكون مقطع الاختبار من عمود أسطواني من الزجاج نوع (Perspex) بقطر داخلي ٨ سم وطول ١٫٢ متر.، الذي يكون الماء محتوى فيه. حقنت قطرات سائل R11 في عمود من الماء الساخن من خلال موزع مصمم خصيصا عند الجزء السفلي من العمود. ترتفع قطرات سائل R11 صعودا و تتبخر في فقاعات ثنائية الطور عند الضغط الجوي.
خصصت الدراسة للتعبير عن تأثير المتغيرات العملية على معدل النسبة المئوية للاحتجاز، معدل نقل الحرارة، معامل نقل الحرارة الحجمي و الفاعلية ، صمم العمل التجريبي لهذا الغرض في النطاقات التجريبية التالية :
١ – ارتفاع عمود الماء (H) (٥ – ٤٠) سم.
٢ – درجة الحرارة الأولية للماء (Tci) ( ٣٥ – ٥٥ ) درجة مئوية.
٣ – درجة حرارة دخول R11 (Td1) (١٠ – ٢٠) درجة مئوية.
٤ – معدل التدفق الكتلي R11 (m ̇_d) (١٫٨ – ٥٫٤) كغم/ساعة.
٥ – شكل الموزع ( قطر الثقب = ٠٫٧، ١ و ١٫٥ مم / عدد الثقوب = ٧، ١٩ و ٣٦).
أظهرت البيانات العملية التي تم الحصول عليها أن نسبة حجز الغاز زادت مع الزيادة في المتغيرات العملية. وكانت أعظم زيادة )۱٣٠%( عندما ازداد عمود الماء من ٥ الى ٤٠ سم عند عدد تقوب ٣٦. معدل نقل الحرارة ازداد بشكل واضح بمقدار الضعفين (٢٠٠%) مع زيادة معدل التدفق الكتلي R11 من ١٫٨ الى ٥٫٤ كغم/ساعة. بينما بشكل طفيف (٣%) مع زيادة المتغيرات العملية الاخرى.
وجد ان معامل انتقال الحرارة الحجمي يقل مع زيادة في ارتفاع عمود الماء و درجة الحرارة الأولية للماء في حين ازداد مع زيادة معدل التدفق الكتلي R11 ودرجة حرارة دخول R11 . وكانت اعظم قيمة له (٥٧,٦١ واط/م٣.درجة مئوية) عند اقل ارتفاع لعمود الماء و اعلى تدفق كتلي R11. كما وجد ان الفاعلية ازدادت (القصوى ٩٩%) مع ازدياد ارتفاع عمود الماء و درجة حرارة دخول R11 و مع انخفاض معدل التدفق الكتلي R11 و درجة الحرارة الأولية للماء.
تأثير شكل الموزع ظهر بشكل واضح على متوسط النسبة المئوية للاحتجاز و الفاعلية. حيث أدت الزيادة في قطر الثقب أو عدد الثقوب في الموزع إلى زيادة متوسط النسبة المئوية للاحتجاز والفاعلية ولكن انخفض معامل انتقال الحرارة الحجمي. بينما سبب هذا التأثير رفع قليل جدا (٣%) في قيمة معدل نقل الحرارة.
د. سعد محسن صالح/ أستاذ (رئيساً)
د. قصي جهاد عبد الغفور/ أستاذ مساعد (عضوا)
د. عصام محمد علي/ مدرس (عضواً)
وتلخص البحث بما يلي :
يتناول البحث الحالي دراسة عملية لمبادل حراري مباشر ثلاثي الطور، لنظام (ماء- R11). حيث أن الماء هو الطور المستمر (السائل) و R11 (الغاز- السائل) هو الطور المتشتت. يتكون مقطع الاختبار من عمود أسطواني من الزجاج نوع (Perspex) بقطر داخلي ٨ سم وطول ١٫٢ متر.، الذي يكون الماء محتوى فيه. حقنت قطرات سائل R11 في عمود من الماء الساخن من خلال موزع مصمم خصيصا عند الجزء السفلي من العمود. ترتفع قطرات سائل R11 صعودا و تتبخر في فقاعات ثنائية الطور عند الضغط الجوي.
خصصت الدراسة للتعبير عن تأثير المتغيرات العملية على معدل النسبة المئوية للاحتجاز، معدل نقل الحرارة، معامل نقل الحرارة الحجمي و الفاعلية ، صمم العمل التجريبي لهذا الغرض في النطاقات التجريبية التالية :
١ – ارتفاع عمود الماء (H) (٥ – ٤٠) سم.
٢ – درجة الحرارة الأولية للماء (Tci) ( ٣٥ – ٥٥ ) درجة مئوية.
٣ – درجة حرارة دخول R11 (Td1) (١٠ – ٢٠) درجة مئوية.
٤ – معدل التدفق الكتلي R11 (m ̇_d) (١٫٨ – ٥٫٤) كغم/ساعة.
٥ – شكل الموزع ( قطر الثقب = ٠٫٧، ١ و ١٫٥ مم / عدد الثقوب = ٧، ١٩ و ٣٦).
أظهرت البيانات العملية التي تم الحصول عليها أن نسبة حجز الغاز زادت مع الزيادة في المتغيرات العملية. وكانت أعظم زيادة )۱٣٠%( عندما ازداد عمود الماء من ٥ الى ٤٠ سم عند عدد تقوب ٣٦. معدل نقل الحرارة ازداد بشكل واضح بمقدار الضعفين (٢٠٠%) مع زيادة معدل التدفق الكتلي R11 من ١٫٨ الى ٥٫٤ كغم/ساعة. بينما بشكل طفيف (٣%) مع زيادة المتغيرات العملية الاخرى.
وجد ان معامل انتقال الحرارة الحجمي يقل مع زيادة في ارتفاع عمود الماء و درجة الحرارة الأولية للماء في حين ازداد مع زيادة معدل التدفق الكتلي R11 ودرجة حرارة دخول R11 . وكانت اعظم قيمة له (٥٧,٦١ واط/م٣.درجة مئوية) عند اقل ارتفاع لعمود الماء و اعلى تدفق كتلي R11. كما وجد ان الفاعلية ازدادت (القصوى ٩٩%) مع ازدياد ارتفاع عمود الماء و درجة حرارة دخول R11 و مع انخفاض معدل التدفق الكتلي R11 و درجة الحرارة الأولية للماء.
تأثير شكل الموزع ظهر بشكل واضح على متوسط النسبة المئوية للاحتجاز و الفاعلية. حيث أدت الزيادة في قطر الثقب أو عدد الثقوب في الموزع إلى زيادة متوسط النسبة المئوية للاحتجاز والفاعلية ولكن انخفض معامل انتقال الحرارة الحجمي. بينما سبب هذا التأثير رفع قليل جدا (٣%) في قيمة معدل نقل الحرارة.
