تحسين أداء المبادل الحراري للأنبوب المزدوج بواسطة طلاء الإيبوكسي وجزيئات ثلاثي أكسيد التنكستن النانوية

الباحث

بان ضياء عباس

المشرف

كاظم مطر شبيب - أياد كاظم حسن

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم هندسة المواد / هندسة المواد

الشهادة

ماجستير

السنة

2021

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Double pipe heat exchanger;Epoxy coating;WO3 nanoparticles;Fouling

للمبادلات الحرارية العديد من التطبيقات الصناعية. لكنها تواجه عدة مشاكل ، منها ظاهرة القاذورات المترسبة على سطح الأنابيب ، بالإضافة إلى مشكلة التآكل. تؤثر هاتان الظاهرتان سلبًا على أداء المبادل الحراري حيث تقللان من معدل انتقال الحرارة. في هذا العمل تم استخدام الأنابيب النحاسية التي تم إحضارها من محطة كهرباء الدورة الحرارية لدراسة تأثير الطلاء على خصائص وأداء المبادل الحراري. تم طلاء عينات صغيرة من الأنابيب النحاسية (2 سم × 2 سم) وبسمك (1.25 ملم) بالايبوكسي وجزيئات اوكسيد التنكستن النانوية بنسب مختلفة (0 ، 1 ، 2 ، 3)٪. تم إخضاع جميع العينات لقياس زاوية التلامس، حيود الأشعة السينية، مجهر المسح الإلكتروني، تحليل الأشعة السينية المشتتة للطاقة، الفحص المجهري للقوة الذرية،اختبار التآكل واختبار الصلابة. أظهرت النتائج أن أدنى زاوية تلامس كانت للعينة المطلية بالإيبوكسي و 1٪ وزن من جزيئات اوكسيد التنكستن النانوية وتحسن كل من مقاومة التآكل والصلابة بزيادة نسبة وزن جزيئات اوكسيد التنكستن النانوية المضافة إلى راتنجات الايبوكسي. بعد ذلك ، أجريت تجارب المبادل الحراري ذو الانبوب المزدوج للأنبوب غير المطلي ، والأنبوب المطلي بالإيبوكسي والأنبوب المطلي بالإيبوكسي و 1٪ من جزيئات اوكسيد التنكستن النانوية. كانت معدلات جريان الماء البارد (2 ، 4 ، 6 ، 8 ، 10) لتر/ دقيقة وبدرجة حرارة 30 درجة مئوية أما معدل تدفق الماء الساخن فكان 10 لتر/ دقيقة وبدرجات حرارة 60، 65 و 70 درجة مئوية. أظهرت النتائج أن أعلى قيمة لمعامل نقل الحرارة الكلي والفعالية كانت للأنبوب غير المطلي وأن الأنبوب المطلي بالإيبوكسي و1٪ بالوزن من جزيئات اوكسيد التنكستن النانوية أظهر قيمة أعلى من الأنبوب المطلي بالإيبوكسي. كما يزداد معامل انتقال الحرارة الكلي مع زيادة معدل تدفق الماء البارد للأنابيب الثلاثة ويزداد مع زيادة درجات حرارة مدخل الماء الساخن للأنبوب غير المطلي والأنبوب المطلي بالإيبوكسي ولكنه أظهر ثباتًا لـ عند الانبوب المطلي بالإيبوكسي و 1٪ بالوزن من جزيئات اوكسيد التنكستن النانوية. بينما تنخفض الفعالية بزيادة معدل تدفق الماء البارد للأنابيب الثلاثة وأظهرت عدم استقرار مع درجات حرارة مدخل الماء الساخن للأنبوب غير المطلي والأنبوب المطلي بالإيبوكسي ولكنه أظهر ثباتًا للأنبوب المطلي بالإيبوكسي و 1٪ بالوزن من جزيئات اوكسيد التنكستن النانوية.

Heat exchangers have many industrial applications. But, it encounters several problems, including the phenomenon of fouling deposited on the surface of the tubes, in addition to the problem of corrosion. These two phenomena adversely affect the heat exchanger performance as they reduce the heat transfer rate. In this work, brass tubes brought from AL-Doura thermal power station were used to study the effect of coating on the characteristics and performance of the heat exchanger. Small samples of brass tubes with dimensions of (2 cm x 2 cm) and thickness of 1.25 mm were coated with epoxy and WO3 nanoparticles with different weight percentages (0, 1, 2, 3) % wt. All samples were subjected to contact angle measurement, XRD, SEM, EDS, AFM, corrosion and hardness tests. Results showed that the lowest contact angle was for the sample coated with epoxy and 1% wt of WO3 nanoparticles and both the corrosion resistance and hardness were improved with an increment in the weight ratio of WO3 nanoparticles added to the epoxy resin. Then, the experiments of the heat exchanger were conducted for the uncoated tube, the tube coated with the neat epoxy and the tube coated with epoxy and 1% wt of WO3 nanoparticles. The flow rates of cold water were (2, 4, 6, 8 and 10) L/min with the temperature 30 Co, while the flow rate of hot water was (10 L/min) with the temperatures (60, 65 and 70) Co. Results showed that the highest value of the overall heat transfer coefficient and the effectiveness was for the uncoated tube and the tube coated with epoxy and 1% wt of WO3 nanoparticles exhibited a higher value than that of the tube coated with the neat epoxy. Also, the overall heat transfer coefficient increases with an increment of the cold water flow rate for the three tubes and it increases with an increment of hot water inlet temperatures for the uncoated tube and the tube coated with the neat epoxy but it exhibited stability for the tube coated with epoxy and 1% wt of WO3 nanoparticles. While, the effectiveness decreases with an increment of the cold water flow rate for the three tubes and it exhibited instability with the hot water inlet temperatures for the uncoated tube and the tube coated with the neat epoxy, but it exhibited stability for the tube coated with epoxy and 1% wt of WO3 nanoparticles.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب