مناقشة رسالة ماجستير في قسم الهندسة الميكانيكية

تم مناقشة رسالة الماجستير للطالب  (علي علي عبد الصاحب الربيعي ) في قسم الهندسة الميكانيكية عن البحث الموسوم

Investigation of Condensation Enhancement Due to Lining Condenser Tube with Metal Foam

في يوم الخميس الموافق ٢٩/٤/٢٠٢١ وقد تشكلت لجنة المناقشة من السيدات

* اللقب العلمي أ.د كريمة اسماعيل عموري / جامعة بغداد / قسم الهندسة الميكانيكية / رئيسا

* اللقب العلمي أ.م.د ضمياء سعد خضير / الجامعة المستنصرية / قسم الهندسة الميكانيكية / عضوا

* اللقب العلمي أ.م.د ساجدة لفتة غشيم / جامعة بغداد / قسم الهندسة الميكانيكية / عضوا

* اللقب العلمي أ.م.د ايسر منير العبيدي / جامعة بغداد / قسم الهندسة الميكانيكية / مشرفا

وقد تناول البحث

تميز الرغوات المعدنية بخصائص حرارية وميكانيكية مما يجعلها جذابة للتطبيقات الهندسية المختلفة. نظرًا لتوصيلها الحراري الكبير بالإضافة إلى مساحة السطح الكبيرة إلى نسبة الحجم ، يتم اعتمادها في مجموعة من تطبيقات نقل الحرارة. يتضمن هذا البحث دراسة تجريبية ورقمية للحمل الحراري القسري بمساعدة رغوة معدنية نحاسية ذات مسامية]  [١٠PPI. في كل من الاستقصاءات التجريبية والرقمية ، تم استخدام بخار الماء كمائع تشغيل في الأنبوب الداخلي ، بينما تم استخدام ماء الحنفية كسائل تبريد بين الأنبوبين الداخلي والخارجي للمبادل الحراري المصنّع. تراوح معدل تدفق كتلة البخار من ١.٥ إلى ٤.٥ كجم / ساعة بفاصل ١ كجم / ساعة ، بينما تم تصنيف التدفق الكتلي لمياه التبريد بمقدار ٥٠٠ و ١٠٠٠ و ١٥٠٠ كجم / ساعة. في الاستقصاءات التجريبية ، تم تصنيع الأنابيب الداخلية لجهاز الاختبار من سبائك النحاس بطول وقطر داخلي وسماكة جدار هي ٥٠٠ مم و ٢٨ مم و ١ مم على التوالي. الجزءان الرئيسيان لتركيبة جهاز الاختبار (المبادل الحراري المصنوع من الأنبوب المزدوج) هما الأنبوب النحاسي الداخلي وأنبوب التبريد الخارجي Perspex ، حيث يتم استخدام الأنبوب الداخلي أولاً كأنبوب عادي ثم يتم ملؤه بـ ٥٠ قطعة حلقية من الرغوة المعدنية النحاسية في سمك محوري ، قطر خارجي ، قطر داخلي ، ومسامية هي ١٠ مم ، ٢٥ مم ، ١٥ مم ، ٩٠٪ على التوالي. تم إجراء الاختبار التجريبي تحت ضغط بخار مقاس يبلغ ١ بار. علاوة على ذلك ، أظهر العمل التجريبي أنه من خلال تطبيق الرغوة المعدنية ، باستخدام معدل تدفق بخار ٢.٥ كجم / ساعة و ١٥٠٠ كجم / ساعة من ماء التبريد ، هناك تحسين في متوسط ​​معامل نقل الحرارة حوالي ٥٥ ٪ أدى إلى زيادة حجم الماء المكثف ، والتي تتناسب طرديًا مع معدلات تدفق كتلة البخار ومياه التبريد. علاوة على ذلك ، فإن استخدام الرغوة المعدنية داخل الأنبوب يؤدي إلى زيادة انخفاض الضغط. في التحقيقات العددية ، فان المعادلات التي تتحكم بمعدل التدفق تمت بحل معادلة الاستمرارية ومعادلة الحركة Navier-Stokes ومعادلة الطاقة ثلاثية الأبعاد لمجال السوائل باستخدام برنامج ANSYS CFX ٢٠١٩. تم الانتهاء من جميع التحقيقات بشكل فردي تحت ضغط قياس ١ و ٢ و ٣ بار باستخدام النموذج المضطرب k-ω. تظهر النتائج العددية أن الرغوة المعدنية تؤدي إلى تقليل جودة البخار عند كل ضغط بخار ، حيث كان الحد الأقصى في متوسط ​​جودة البخار حوالي ١٨٪ ، عند دفع ١.٥ كجم / ساعة من البخار تحت ضغط مقياس بخار يبلغ ١ ، ٢ ، و ٣ بار ، وبالنسبة لمدى معدلات تدفق كتلة البخار المستخدمة ، عززت الرغوة المعدنية عملية التكثيف في المدى المتوسط ​​بحوالي ٨.٥٪ و ١٢.٢٪ و ١٦.٢٪ لـ ٥٠٠ و ١٠٠٠ و ١٥٠٠ كجم / ساعة من ماء التبريد ، على التوالي. كان التحسين من حيث متوسط ​​معامل انتقال الحرارة بالحمل الحراري على طول مسافة الأنبوب ، مع سياق الرغوة المعدنية ، ١.٨٣ ، ٢.٦ ، ١.٥ و ١.٣٣ مرة من حالات الأنبوب العادي ، باستخدام ١.٥ ، ٢.٥ ، ٣.٥ و ٤.٥ كجم / ساعة من البخار ، على التوالي. في كلا الوضعين ؛ إعداد الأنبوب العادي والإعداد الذي يستخدم الأنبوب المحسن حسب سياق الرغوة المعدنية ، تمت مقارنة استجابة العمل التجريبي باستجابة العمل العددي. من النتائج التي تم الحصول عليها ، يمكن القول أنه يمكن تحسين الأداء الكلي لنقل الحرارة باستخدام الرغوة المعدنية. كانت الفروق بين النتائج العملية والعددية ١٣.٩٪ و ١٧٪ مع وبدون استخدام الرغوة المعدنية. كان التباين في انخفاض الضغط بين النتائج التجريبية والرقمية ١١.٣٪ في حالة عدم استخدام الرغوة المعدنية و ١٠٪ في حالة استخدام الرغوة المعدنية.