مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بهینه‏ سازی بستر جاذب لوله با فین ‏های طولی در سیستم تبرید جذب سطحی با بکارگیری حرارت اتلافی اگزوز

نویسندگان
1 فارغ التحصیل کارشناسی ارشد / دانشگاه فردوسی مشهد
2 دانشگاه فردوسی مشهد
چکیده
میزان حرارت اتلافی قابل‏ توجه گازهای اگزوز موتورهای احتراق داخلی و قابلیت سیستم‏ های تبرید جذب سطحی در کار با حرارت‏ های اتلافی باعث شده است که سیستم‏ های تبرید جذب سطحی برای سرمایش و تهویه خودروها جالب توجه باشد. پایین بودن توان تبرید مخصوص این سیستم‏ ها باعث شده تا برای تامین سرمایشی معین، به نسبت سایر سیستم‏ های تبرید این سیستم‏ها حجیم ‏تر باشند که در نتیجه استفاده عملی از این سیستم‏ ها را در خودروها دچار چالش کرده است. بهینه ‏سازی هندسی بستر جاذب یکی از روش‏ های بهبود عملکرد این سیستم ‏ها است که این امر تنها از طریق روش‏ های عددی و شبیه ‏سازی میسر است. به همین منظور سیستم تبرید جذب سطحی شامل بستر لوله با فین‏ های طولی که با حرارت اتلافی گازهای اگزوز کار می‏کند، به صورت سه ‏بعدی و با در نظر گرفتن جزئیات فرآیندهای انتقال جرم و حرارت به روش حجم محدود مدلسازی شده است. همچنین برای مطالعه تاثیر قطر ذرات جاذب بر عملکرد سیستم، هر دو مقاومت انتقال جرم درون و برون ذره ‏ای در معادلات در نظر گرفته شده است. نتایج نشان داد که در بین آرایش‏ های هندسی مورد بررسی، بستر با 20 عدد فین، با ارتفاع فین 10 میلیمتر هندسه بهینه است که در این حالت بیشترین توان تبرید مخصوص حاصل می‏گردد. همچنین با بررسی تاثیر قطر ذرات جاذب بر عملکرد سیستم، قطر 0.3-0.4 میلیمتر مناسب ‏ترین قطر برای بستر مورد بررسی که حاوی ذرات زئولیت13x است، می‏ باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Optimization of longitudinal finned-tube adsorber bed in an exhaust waste heat driven adsorption cooling system

نویسندگان English

Seyyed Behzad Golparvar 1
Milad Mohammadzadeh Kowsari 1
Hamid Niazmand 2
چکیده English

The considerable amount of internal combustion engine waste heat through exhaust gases and the capability of adsorption cooling system to be driven by waste heats cause adsorption cooling systems to be interesting for vehicle air conditioning. Low specific cooling power of these systems leads them to be bulkier with respect to other cooling systems. Therefore, practical use of these system has been a challenge. One of the methods to enhance the system performance is adsorber bed optimization which is only feasible by numerical simulations. Hence, an exhaust waste heat driven adsorption cooling system with longitudinal finned-tube adsorber is simulated three dimensionally and considering heat and mass transfer details. Also, both the intra-particle and inter-particle mass transfer resistance has been taken into account in governing equations in order to study the effect of adsorbent particle diameter on the system performance. Results show that among the examined geometrical configurations, bed with 20 fin numbers and fin height of 10 mm is the optimum case corresponding to the maximum specific cooling power. In addition, adsorbent particle diameter in the range of 0.3-0.4 mm is the most suitable diameter for the adsorber bed packed with zeolite13x grains.

کلیدواژه‌ها English

Adsorption cooling system
Longitudinal fin
Heat and mass transfer
Adsorber bed optimization