پديد آورنده :
حاجي شريفي، آرمان
عنوان :
مدلسازي و بهينه سازي رسوب در مبدل هاي حرارتي به كمك CFD
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
شبيه سازي، مدلسازي و كنترل فرآيندها
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي شيمي
صفحه شمار :
چهارده، ۱۰۳ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
محمد قريشي
استاد مشاور :
مسعود حق شناس فرد
توصيفگر ها :
مدلسازي , بهينه سازي , رسوب , مبدل هاي حرارتي , CFD , توابع UDF
استاد داور :
محسن محمدي، محسن دوازده امامي
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/05/14
رشته تحصيلي :
مهندسي شيمي
چكيده فارسي :
2 چكيده مبدلهاي حرارتي بخش مهمي از فرايندهاي صنعتي ميباشند كه مقدار قابل توجهي از كل انرژي سيستم را تأمين مينمايند يكي از مشكال ت اساسي در استفاده از مبدلهاي حرارتي تشكيل رسوب در طول زمان بهرهبرداري از آنهاست توليد رسوب در مبدلهاي حرارتي به ميزان قابلتوجهي باعث كاهش سطح انتقال حرار ت و در نتيجه كاهش راندمان اين دستگاهها ميشود همچنين افزايش مقاومت حرارتي و افزايش افت فشار در مبدلهاي حرارتي از ديگر مشكال ت به وجود آمده حاصل از تشكيل رسوب است بهطوركيي تشكيل رسوب پديدهاي است كه باعث محدوديت و كاهش بازدهي مبدلهاي حرارتي ميشود امروزه با پيشرفت فن اوري و با توجه به تحقيقا ت گستردهاي كه بر روي پديده رسوبگيري در مبدلهاي حرارتي صور ت گرفته است محققان به روشهاي متعددي براي كنترل تشكيل رسوب كند كردن و به تعويق انداختن آن دست يافتهاند يكي از روشهاي كارآمد و كم هزينه جهت كند كردن رشد رسوب و افزايش زمان كاردهي مبدل حرارتي شناسايي عوامل مؤثر در تشكيل رسوب و بهينه نمودن شرايط عميياتي مبدل در راستاي كاهش رسوب است مدلسازي روند رشد رسوب يكي از كم هزينهترين روشها جهت شناسايي عوامل تأثيرگذار بر رشد رسوب است از طرفي وجود مكانيزمهاي مختيف براي تشكيل رسوب مدلسازي اين پديده را با مشكل مواجه كرده است به همين خاطر در اكثر مطالعا ت انجام گرفته بر روي مدلسازي رسوب يك مكانيزم به عنوان مكانيزم غالب در نظر گرفته شده است در اين پاياننامه جهت مطالعه هرچه دقيقتر تشكيل رسوب فرايند رسوبگذاري در مبدل 821 E پااليشگاه اصفهان مورد بررسي قرار گرفت جهت اطالع از نوع و مكانيزم تشكيل رسوب از رسوب تشكيلشده در سمت لولههاي مبدل مذكور نمونهبرداري شد سپس با انجام آزمايشها و بررسيهاي انجامگرفته با بدست آمدن درصد وزني 24 درصد براي سولفا تكيسيم موجود در نمونه رسوب اين نمك به عنوان جنس رسوب و تبيور به عنوان مكانيزم غالب در تشكيل رسوب در نظر گرفته شد سپس با استفاده از روش CFD به كمك نرمافزار 2 61 fluent و قابييت كدنويسي UDF در اين نرمافزار فرايند رسوبگذاري با مكانيزم بدست آمده مدلسازي شد ايجاد رسوب با خواص مربوطه به صور ت فيزيكي بر روي سطح انتقال حرار ت متغير بودن ضخامت اليه رسوب در طول مسير جريان سيال و همچنين در نظر گرفتن ترم حذف رسوب مدلسازي مذكور را از ساير مدلسازيها متمايز كرده است جهت بررسي صحت مدل مدل بدست آمده براي يك مورد آزمايشگاهي پيادهسازي شد و نتايج بدست آمده از مدلسازي با نتايج آزمايشگاهي مقايسه گرديد و مشاهده شد كه نتايج مدلسازي با نتايج آزمايشگاهي از تطابق خوبي برخوردار است به طوري كه ميزان خطاي محاسبه شده براي مدل با دو روش خطايابي 01 و 51 درصد بدست آمد پس از اطمينان از صحت مدل با بدست آوردن تأثير شرايط عميياتي مختيف بر روي نرخ تشكيل رسوب شرايط بهينه مورد بررسي قرار گرفت در نهايت با استفاده از روشهاي آماري و به كمك نرمافزار Minitab مدل بدست آمده براي تشكيل رسوب براي مبدل حرارتي پااليشگاه اصفهان پيادهسازي شد كلمات كليدي مدلسازي بهينهسازي رسوب مبدلهاي حرارتي CFD توابع UDF
چكيده انگليسي :
AbstractHeat exchangers are an important part of industrial processes that provide a significant amount ofthe entire energy system One of the main problems in the use of heat exchangers is the formation offouling during their utilization Fouling production in heat exchangers significantly reduces heattransfer and reduces the efficiency of these devices Also increasing the thermal resistance andincreasing the pressure drop in the heat exchanger are other problems caused by the formation offouling Generally the formation of fouling is a phenomenon that limits and reduces the efficiencyof heat exchangers Today with the advancement of technology and due to extensive research on thefouling phenomenon in heat exchangers researchers have developed several methods to controlsediment formation to slow down and delay it One of the effective and low cost methods for slowingdown fouling growth and increasing the time of operation of heat exchangers is to identify effectivefactors in fouling formation and optimized operating conditions to reduce fouling yield Modeling offouling growth is one of the least costly methods for identifying the factors affecting fouling growth On the other hand the existence of different mechanisms for the formation of fouling has caused themodeling of this phenomenon to be difficult Therefore in most studies on fouling modeling amechanism is considered as the dominant mechanism In this thesis the fouling process was investigated in one of the heat exchangers of Isfahan refineryto study more accurately fouling formation To determine the type and mechanism of formation offouling the precipitate formed on the side of the heat exchanger tubes was sampled The type andmechanism of fouling were determined by experiment Then using the CFD method using the fluent16 2 software and coding capability UDF the sedimentation process was modeled by themechanism The formation of fouling with its physical properties on the surface of the heat transfer the variability of the thickness of the fouling layer along the flow path of the fluid as well as thefouling removal term distinguishes the modeling from other modeling To validate the model themodel was implemented for a laboratory case and the results of the modeling were compared withthe experimental results and it was observed that the modeling results are in good agreement withthe experimental results After assuring the accuracy of the model the effect of different operatingconditions on the fouling formation rate was investigated Finally by using statistical methods andusing Minitab software while obtaining optimal conditions for fouling formation the model wasimplemented for fouling in the heat exchanger of Isfahan refinery Keywords Modeling Optimization fouling Heat Exchanger CFD UDF Functions
استاد راهنما :
محمد قريشي
استاد مشاور :
مسعود حق شناس فرد
استاد داور :
محسن محمدي، محسن دوازده امامي
