پایان نامه مبدل های حرارتی مربوطه  به صورت فایل ورد  word و قابل ویرایش می باشد و دارای ۷۸  صفحه است . بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دانلود پایان نامه مبدل های حرارتی نمایش داده می شود، علاوه بر آن لینک مقاله مربوطه به ایمیل شما نیز ارسال می گردد

 فهرست

چکیده:   ۱
پیشینه اصلاح مبدل‌های حرارتی:   ۴
۱- روش تحلیل Pinch :   ۴
۲- روش برنامه‌ریزی ریاضی:   ۴
مقدمه:   ۸
فصل اول :   ۹
۱-۱) هدف :   ۹
هدف در اصلاح (retrofit) شبکه‌های مبدل‌های حرارتی چیست؟   ۱۰
۱-۲) روش‌های موجود در اصلاح شبکه:   ۱۱
فصل دوم :   ۱۳
۲-۱) اصلاح شبکه با استفاده از تکنولوژی Pinch:   ۱۳
۲-۲ ) هدف‌یابی در متد pinch برای بهبود شبکه مبدل‌ حرارتی:   ۱۴
۲-۳) فلسفه هدف‌یابی:   ۱۵
۲-۴) روش هدف‌یابی:   ۱۹
۲-۵) منحنی سرمایه‌گذاری بر حسب ذخیره‌سازی انرژی:   ۲۷
فصل سوم :   ۳۰
۳-۱) ابزار طراحی:   ۳۰
۳-۲) بررسی مبدلهای عبوری از PINCH :   ۳۲
۳-۳) منحنی‌ نیروی محرکه (DRIVING FORCE PLOT):   ۳۳
۳-۵) تغییر موقعیت مبدلها (EXCHANGER SHIFTING):   ۴۲
۳-۶ ) نتیجه‌گیری:   ۵۱
۳-۷) طراحی:   ۵۲
۳-۸) روش طراحی:   ۵۲
۳-۹) اعمال محدودیت‌های فرآیند در روش طراحی:   ۵۷
فصل چهارم :   ۵۸
روش جدید هدف‌یابی ساختاری بر اساس تحلیل مسیری   ۵۸
۴-۱)‌ مقدمه:   ۵۸
۴-۲) تحلیل مسیری: اساس هدف‌یابی ساختاری:   ۵۹
فصل پنجم :   ۶۶
حل مسائل بهبود شبکه‌های مبدلهای حرارتی با روشهای بهینه‌سازی ریاضی   ۶۶
(۵-۱) مقدمه:   ۶۶
۵-۲) روش مرکب برای retrofit شبکه‌های مبدل‌های حرارتی:   ۶۷
۵-۳) خلاصه استراتژی بهبود دادن:   ۶۷
۵-۴) بهینه‌سازی ترکیبی:   ۷۰
۵-۵) فرمولاسیون غیرخطی:   ۷۱
۵-۶) مدل SYNHEAT :   ۷۱
فهرست منابع لاتین :   ۷۳

فهرست منابع لاتین :

۱-     linnhoff, B., and vredeveld, D.R., pinch Technology Has come of Age, chem. Eng. Prog., pp.33-40 , July 1984.

۲-     Ahmad, S., “ heat Exchanger Networks: Cost Trade- Offs in Energy and capital,” ph. D. thesis, UMIST, 1985.

۳-     Tjoe, T.N, ph.D. Thesis, UMTST, to be sub mitted 1986.

۴-     Tjaan N.Tjoe and Bodo linnhoff, ph.D “using pinch Technology for process Retrofit”, chem. Eng., April 1986

۵-     A. carlsson, p. frank and T. Berntsson, Design better heat exchanger network retrofit. Chem. Eng. Prog. 1, 87-96 (1993).

۶-     Jos L. B. van Reisen, T. polley $$ and  peter  J.T. verheijen “Structural Targeting for heat Integration retrofit”, July 1997.

۷-     Yee T.F. And GrossmannI. E., (1991), Ind. Eng. Chem. Res, 30. 146-162.

۸-     G. Athier, p. Floquet, L. pibouleau and S. Domenech “A mixed Method for Retrofiting Heat- Exchanger Networks”. Elsevier Science, 1998.

۹-     Laj- Mikael Bjork, Roger Nordman., “Salving Large- scale retrofit heat exchanger network synthesis problems with mathematical optimization methodls”., che. Eeng. 2005.

۱۰- UDAYV. SHENOY., “Heat Exchenger Network synthesis”

۱۱- J.M. Douglas., “Canceptual Design of chemical processes”.

-۱) هدف :

عملاً در پروژه های اصلاحی (retrofit) یکسری مبدلهای اضافی نصب می‌شوند انجام این عمل دو اثر مهم بر شبکه میگذارد یکی اینکه مبدلهای جدید به کمک یکدیگر در جهت بازیافت بیشتر انرژی شبکه اقدام می‌کنند و دیگر اینکه این مبدلها بواسطه تأثیرگذاری روی شرایط عملیاتی راندمان مبدلهای موجود را نیز افزایش می‌دهند. یک فرض معقول در چنین پروژه‌هایی این است که شبکه را به سمت شبکه بهینه خودش هدایت نمائیم ولی این امر همیشه امکان‌پذیر نمی‌باشد یک طرح اصلاحی خوب از فرصتها بهره‌برداری می‌کند و ممکن است شبکه را کاملاً متفاوت‌ از طراحی ابتدایی اصلاح نماید در هر حال بایستی تا حد امکان از تغییرات گسترده و عمده در ساختار شبکه خودداری نمود بنابراین می‌توان گفت که همانند طراحی‌های ابتدایی (grass root) در پروژه‌های اصلاحی هدف‌یابی (Targeting) قبل از اصلاح بسیار مهم است بنابراین در هدف‌یابی برای طراحی شبکه مبدل‌های حرارتی بایستی همه مفاهیمی که بطور اساسی در هزینه‌ انرژی و سرمایه سهیم هستند را بحساب آورد همچنین روش هدف‌یابی بایستی ساده باشد تا سریع بوده و به اندازه کافی شفاف بوده تا عکس‌العمل کاربر را ممکن سازد.

هدف در اصلاح (retrofit) شبکه‌های مبدل‌های حرارتی چیست؟

هدف بهبود شبکه‌های مبدل‌های حرارتی انجام انطباق‌های موثر بر روی شبکه موجود برای کاهش هزینه انرژی می‌باشند بطوری که این مسأله نیازمند سرمایه‌گذاری برای اضافه کردن سطح و نیز تغییر ساختار موجود است که شامل نصب واحدهایی با اتصالات جدید و تغییر مسیر لوله‌هاست. مقدار سطح اضافه شده در هر تغییری، هزینه های تغییرات بنیادی را به سختی تحت تأثیر قرارداده و عموماً بطور مستقل برآورده می‌شود.

واضح است که اضافه کردن سطح به جفت‌های موجود عموماً انطباق ساختاری کمتری احتیاج دارند و بنابراین این مسأله به نصب جفت‌های جدید ترجیح داده می‌شود بنابراین یک retrofit اقتصادی و عملی باید هزینه‌های انرژی را با یک توازن مناسب در مقدار مساحت جدید ، تعداد تغییرات ساختاری و امکان این تغییرات، کاهش دهد.  یک نکته‌ای که بایستی در این پروژه ها به آن توجه شود استخراج صحیح اطلاعات از طرح موجود است، یک خطای کوچک در این کار ممکن است اختلاف فاحشی در نتیجه ارائه شده ایجاد نماید.

عامل دیگر، انتخاب حداقل نیروی محرکه دمایی در این گونه پروژه هاست. مناسب معمولاً با در نظر گرفتن اهداف قبل از اصلاح و  شبکه موجود انتخاب می‌گردد.

۱-۲) روش‌های موجود در اصلاح شبکه:

۱-۲-۱- اصلاح شبکه بوسیله بازبینی مستقیم ساختمان آن:

در این روش  لازم برای اصلاح شبکه همان  موجود در شبکه انتخاب می‌گردد و اهداف تعیین شده قبلی هیچ نقشی در تعیین  ندارند و طراح غیر از تجربه به ابزار دیگری جهت اصلاح شبکه با توجه به محدودیت‌های مورد نظر در اختیار ندارد و فقط با تکیه بر تجربه و اصول اساسی طراحی اقدام به اصلاح شبکه می کند و در‌ آخر نتایج اصلاح را با محدودیت‌های اعمال شده چک می‌کند که ممکن است مورد قبول باشد یا نباشد حتی در صورت حصول یک نتیجه خوب هیچ تضمینی نیست که طرح بهتری وجود نداشته باشد.

این روش را “cherry picking” گویند لذا بهینه بودن نتیجه حاصله بهیچ وجه قابل اطمینان نمی‌باشد.

۱-۲-۲- اصلاح شبکه بصورت یک طرح جدید (اصلاح کامپیوتری):

یکی دیگر از روشهای معمول جهت اصلاح شبکه این است که آنرا به صورت یک طرح جدید در نظر گرفته و به کمک برنامه‌های کامپیوتری پیچیده کلیه طرحهای ممکن را ایجاد می‌کنند و سپس طرحی را که از نظر ساختمان به شبکه موجود نزدیکتر است و تا حدودی نیز محدودیت‌های اعمال شده را رعایت می کند را به عنوان شبکه اصلاح شده در نظر می گیرند فلوچارت این روش بصورت زیر است. شکل (۱-۱)

فصل دوم :

 ۲-۱) اصلاح شبکه با استفاده از تکنولوژی Pinch:

در این روش اصلاح شبکه مبدلهای حرارتی همچنانکه قبلاً توضیح داده شد بر اساس مفاهیم فیزیکی و تحلیل‌های ترمودینامیکی فرایند استوار است و به طراح اجازه می‌دهد که بتواند تغییرات اعمال شده در شبکه را کنترل و آنرا به سمت طرحهای عملی هدایت نماید. بویژه فناوری pinch نشان داده که انتگراسیون خوب فرایند بواسطه سادگی طراحی تأسیسات و استفاده درست از انرژی و سرمایه، مفید و نافع است. بکارگیری این روش در مسائل و پروژه‌های صنعتی منحصر به پروژه های بهبودی می‌شود و دوره های بازگشت سرمایه بطور قابل توجهی از نتایج بدست آمده توسط روش‌های مرسوم کوتاهتر است و حتی زمانیکه انرژی در درجه اول اهمیت قرار داشته به صرفه‌جویی قابل توجهی منجر شده است.

یک درس حیاتی که فناوری pinch می‌دهد لزوم تنظیم اهداف است قاعده‌کلی پیش‌بینی آن چیزی است که بایستی بدست آید (هدف‌یابی) و سپس تلاش برای رسیدن به آن هدف (طراحی)

بنابراین این فناوری بدلیل توانایی در تعیین اهداف قبل از طراحی و بکارگیری آنها در تعیین  بهینه برای اصلاح و ارائه یک متدولوژی مشخص برای اصلاح شبکه،  در صنایع مختلف کاربرد گسترده‌ای پیدا کرده است و فلوچارت این روش در شکل (۲-۱) نشان داد ه شده است.

۲-۲ ) هدف‌یابی در متد pinch برای بهبود شبکه مبدل‌ حرارتی:

معیار مهم اقتصادی هر پروژه retrofit، آن است که پروژه در یک محدوده سرمایه‌گذاری مشخص ما را به سمت زمان برگشت قابل قبولی هدایت نماید. روش اصلاح تکنولوژی pinch طراحی را با یک مقدار  مشخص، شروع میکند و با تعیین موقعیت نسبی منحنی ترکیبی (composite curve) و در نظرگیری اهداف، هزینه‌های اصلاح را قبل از طراحی مشخص می‌کند بعضی از طراحان مقدار  را بر اساس تجربه مشخص می‌کند. بین (۵ تا ۱۰) برای پروسسهایی با دمایی پایین و نیز (۱۰ تا ۵۰) برای پروسسهایی با دمای بالا، که این گونه تغییر  بدلیل اینکه اولاً طراحان مختلف ممکن است  های مختلف و متفاوتی برای پروژه انتخاب نمایند و ثانیاً به دلیل اینکه انتخاب  بر اساس تجربه و دمای پروسس، یک روش مطمئنی برای پروژه‌های اقتصادی نیست نمی‌تواند روش‌ مناسبی باشد یک روش دیگر برای انتخاب  استفاده از کمترین  مشاهده شده در یکی از مبدلهای شبکه می‌باشد.

۲-۳) فلسفه هدف‌یابی:

آنچه در مطالعات اصلاح شبکه لازم به نظر می‌رسد آنست که در اولین گام بتوانیم وضعیت شبکه موجود را نسبت به شرایط بهینه مشخص نمائیم که بهترین ابزار برای اینکار استفاده از منحنی سطح حرارتی بر حسب انرژی (Area- Energy pilot) است. شکل (۲-۲) این منحنی را نشان می‌دهد.

نقطه A نشان دهنده‌ حالتی است که نمودارهای ترکیب، نزدیک به هم هستند و  کوچک  به همراه بازیابی انرژی زیاد ولی از طرفی بایستی سرمایه‌گذاری زیادی در سطح و ناحیه مبدل داشته باشیم و نقطه c به منحنی های ترکیبی مربوط است که از هم فاصله بیشتری دارند که محصول بازیابی انرژی کمتر و نیز سرمایه‌گذاری کمتر است و نقطه B نشان دهنده تبادل بهینه با کمترین هزینه کل می‌باشد و ناحیه زیر منحنی پررنگ شده که با غیرممکن مشخص شده است. می‌دانیم که اگر مقدار  را برای جریانهای یک شبکه مشخص نمائیم می‌توانیم مقادیر حداقل سطح حرارتی و حداقل انرژی مورد نیاز را قبل از طراحی مشخص کنیم. بنابراین اگر این عمل را برای جریانهای شبکه مورد نظر در  های مختلف تکرار نمائیم و مقادیر حداقل انرژی و سطح حرارتی را بدست آوریم می‌توان یک منحنی مشابه به آنچه در شکل (۲-۲) است رسم نمود در این منحنی مقادیر حداقل انرژی و سطح حرارتی در  های مختلف برای شبکه‌های بهینه ارائه شده است و با نظر به اینکه مقدار سطح حرارتی و مقدار مصرف انرژی شبکه موجود مشخص است براحتی می‌توان موقعیت این شبکه را در منحنی فوق مشخص ساخت اگر موقعیت شبکه موجود که با نقطه  X مشخص گردیده، روی منحنی یا به فاصله تقریبی %۱۰ از منحنی قرار بگیرد شبکه موجود مناسب و احتیاج به اصلاح ندارد ولی غالباً شبکه‌های طراحی شده چنین نیست و در موقعیتی دور از منحنی قرار می‌گیرند و بایستی اصلاح شوند.

اگر فرض نمائیم که نقطه بهینه شبکه موجود B باشد لذا بهترین طرح اصلاح آنست که شبکه x را به سمت شبکه B هدایت نمائیم زیرا هم مصرف انرژی نسبت به شبکه موجود کاهش می‌یابد و هم سطح حرارتی مورد نیاز شبکه کمتر می‌شود ولی می‌بینیم که این مسئله صحیح نیست زیرا چه کسی حاضر است که یک طرح بهینه جدیدی را که به ناحیه و مساحت کمتری منجر شود بیاید جایگزین ناحیه‌ای که قبلاً برای آن پول پرداخت شده است بنماید و ناحیه‌ای که قبلاً پول داده بابت، آن را بلا مصرف و یا کنار  گذارد.

پس بایستی یکی از هدف‌های ما استفاده مؤثر از ناحیه موجود باشد.

بنابراین در طرحهایی که هدف اساسی کاهش انرژی مصرفی است ایده آل‌ترین مسیر حرکت از x به سمت نقطه A است در اینجا با استفاده از ناحیه موجود تا آنجا که ممکن است در انرژی صرفه‌جویی خواهیم کرد. ولی از آنجا که کاهش مصرف انرژی بدون تغییرات در ساختمان شبکه و تغییرات در ساختمان شبکه بدون سرمایه‌گذاری امکان‌پذیر نمی‌باشد لذا  چنین مسیری عملی نمی‌باشد و از طرفی حرکت از x به سمت نقاط پایین‌تر منحنی بدلیل افزایش مصرف انرژی چندان مورد توجه نمی‌باشد. زیرا عمدتاً هدف اساسی کاهش مصرف انرژی‌ است. بنابراین همانطور که در شکل(۲-۳) نشان داده شده است تنها مسیر امکانپذیر و عملی و سودمند مسیری است که از x به سمت نقاط بالاتر از A روی منحنی میل کند ولی چنین مسیری منحصر به فرد نیست.

۲-۴) روش هدف‌یابی:

تمام مقالات و پایان نامه و پروژه ها به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد.

 جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ  را پرداخت نمایید.