فرید وکیلی تهامی - دانشیار، دانشگاه تبریز، دانشکده فنی مهندسی مکانیک
آرش محمدعلیزاده فرد - دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه تبریز، دانشکده فنی مهندسی مکانیک
اکبر رسولیان - دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه تبریز، دانشکده فنی مهندسی مکانیک
غلامرضا علی نژادی خسروشاهی - دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه تبریز، دانشکده فنی مهندسی مکانیک

در این مقاله، رفتار حرارتی-مکانیکی مبدل حرارتی کوتاه دولایه ساخته شده از دو جنس فولاد ضد زنگ 304 و فولاد 2.25Cr1Mo مورد بررسی قرار گرفته است. در این نوع مبدل دو لایه ای لوله ای شکل، لایه خارجی به منظور تامین استحکام مکانیکی و لایه داخلی برای ایجاد پوشش ضد زنگ داخلی به کار می رود. به کمک روش المان محدود، ابتدا روند جازنی دو لوله در داخل هم مدل سازی شده و تنش های اولیه به دست آمده اند. سپس تنش های حرارتی-مکانیکی ایجاد شده در اثر عبور بخار از داخل لوله محاسبه شده اند. در نهایت رفتار خزشی مبدل دولایه به منظور بررسی احتمال جدایش لایه ها از هم، مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس نتایج حاصل، مقدار مناسب انطباق پرسی به نحوی که از جدایش لایه ها در کارکرد دراز مدت جلوگیری شود به دست آمده است. نتایج نشان می دهند که در طول کار هرچند به علت کرنش های حاصل و توزیع مجدد تنش ناشی از خزش، از تنش شعاعی لایه داخلی کاسته شده اما علی رغم این موضوع موقعیت المان بحرانی از لایه خارجی به لایه داخلی منتقل می گردد. به همین دلیل آشکار می شود که هرچند در بارگذاری اولیه، لایه خارجی نقش اساسی را در تحمل بار حرارتی -مکانیکی دارد به مرور زمان به علت خزش ایجادشده، نقش لایه داخلی در تحمل بار افزایش می یابد. بنابراین در مبدل های چند لایه ای که در درجه حرارت بالا کار می کنند، لایه داخلی نیز می بایست مقاومت مکانیکی قابل قبولی داشته باشد.

مبدل های حرارتی چندلایه، رفتار خزشی، فولاد ضد زنگ 304، فولاد 2.25Cr1Mo، المان محدود