ماهنامه مبدل گرمایی
پیاپی 32 (فروردین 1391)

عدسی توریسفریکال یکی از رایج ترین انواع درپوش مورد استفاده در مخازن تحت فشار و مبدلهای پوسته و لوله می باشد. این گونه از عدسی ها به ویژه در قطرهای متوسط و بزرگ مورد استفاده قرار می گیرند. ضخامت بالای این عدسی ها که در فشارهای طراحی زیاد اجتناب ناپذیرند عموما یکی از مشکلات سازندگان این گونه از عدسی ها بشمار می رود. از آنجایی که استفاده از رینگ های تقویتی در کاهش ضخامت پوسته های استوانه ای تحت فشار خارجی به عنوان راهکاری جهت کاهش ضخامت توسط استانداردهای مرجع و سازندگان مخازن شناخته شده است، در مقاله پیش رو تاثیر استفاده از رینگ های تقویتی جهت کاهش ضخامت عدسی های توریسفریکال تحت فشار داخلی مورد بررسی قرار گرفته است. مشخصه اصلی هر رینگ که عبارتست از محل مناسب اتصال و ابعاد آن و نیز میزان کاهش ضخامت عدسی در این پژوهش بررسی و پس از انجام بهینه سازی های مورد نظر نمودارهایی جهت طراحی رینگ با ابعاد مناسب ارائه گردیده است. جهت نیل به این هدف ابتدا بهترین محل جهت نصب رینگ بر روی عدسی تعیین و پس از آن ابعاد بهینه رینگ تقویتی مشخص گردیده است. در انتها میزان کاهش و ضخامت نهایی عدسی در صورت اتصال رینگ مذکور تعیین و به صورت نموداری برای حالات مختلف ارائه گردیده است. روش عددی مورد استفاده در این مقاله المان محدود میباشد که نتایج بدست آمده از مدلسازی کامپیوتری با نمونه عملی و آزمایشگاهی ساخته شده نیز مقایسه گردیده است. نتایج این تحقیق نشان داد که در پاره ای از موارد با اتصال رینگ تقویتی بر روی درپوش مخازن می توان حتی تا 31 درصد از ضخامت عدسی و بالطبع هزینه های مربوط به تامین مواد اولیه و ساخت کاست.

خوردگی لوله های مبدل خنک کننده و لوله های آب باعث وقفه در انجام تعمیرات میگردد لزوم تداوم تولید گاز و عدم توقف جهت تعمیرات باعث نشت گاز و خطرات ایمنی میگردد؛ بنابراین بررسی عوامل خوردگی و روش های برطرف کردن آن ها امری اجتناب ناپذیر می باشد. دراین مقاله به بررسی دقیق عوامل خوردگی و تعیین نوع و مکانیزم خوردگی با استفاده از روش های الکتروشیمیایی و شبیه سازی سرعت خوردگی شیاری درشرایط آزمایشگاهی پرداخته نهایتا دو روش عملی مناسب که عبارتند از تعویض آلیاژ و نصب لوله های منقبض شونده پلیمری درمحل حد فاصل لوله ها به صفحات نگهدارنده (Baffle) درجهت حذف اثرات خوردگی شیاری معرفی و بررسی می شوند. این روش ها باعث می گردد که زمان شروع خوردگی شیاری به میزان زیادی به تاخیر افتاده و عمل سرویس دهی لوله ها تاچند برابر افزایش یابند.

یکی از روش های موثر برای افزایش کنترل رطوبت زدایی در صنایع مختلف مانند تهویه هوا و تامین شرایط آسایش از طریق مصرف بهینه انرژی، تکنولوژی رطوبت زدایی بر اساس جاذب های دسیکنت می باشد. به عنوان یک توضیح ساده در مورد این نوع سیستم ها می توان گفت در سیستم سرمایش دسیکنت، رطوبت هوا را توسط دسیکنت حذف کرده و سپس به کمک روش های مختلف سرد سازی، دمای هوا را به مقدار مورد نظر می رسانیم. مبدل های حرارتی ای که در بخش رطوبت زدا و بازیاب سیستم های سرمایش دسیکنت مایع از آن ها استفاده می شود، مبدل هایی هستند که در آن ها علاوه بر انتقال حرارت، انتقال جرم هم صورت می گیرد. در طراحی این نوع مبدل ها دو طرح کلی را می توان در نظر گرفت. در طرح اول انتقال همزمان حرارت و جرم بین محلول دسیکنت و هوای مجاور آن، بدون حضور سیال خنک (در بخش رطوبت زدا) و سیال گرم (در بخش بازیاب) صورت می گیرد، حال آنکه در طرح دوم فرآیند های انتقال حرارت و جرم در حضور سیال خنک/گرم انجام می گیرد. مبدل حرارتی اول بدلیل پیچیدگی کمتر دارای قیمت تمام شده پایین تری است ولی در عین حال میزان انتقال جرم در مبدل حرارتی دوم بیشتر خواهد بود. در این مقاله ابتدا به بررسی و مدل سازی این دو طرح پرداخته و به این نتیجه رسیدیم که، در بخش رطوبت زدا، میزان انتقال رطوبت از هوا به محلول دسیکنت در حضور سیال خنک، 10 درصد بیشتر از زمانی است که این فرآیند به صورت آدیاباتیک انجام گیرد. همچنین در بخش بازیاب، اگر فرآیند انتقال رطوبت از محلول دسیکنت به هوای مجاورش در حضور سیال گرم انجام شود، میزان انتقال رطوبت تقریبا 5/2 برابر بیشتر از حالت آدیاباتیک خواهد بود. در ادامه به بررسی مبدل حرارتی صفحه ای پرداختیم که در آن گرمای تولید شده در فرآیند جذب رطوبت (در بخش رطوبت زدا) توسط سرمایش غیرمستقیم دفع می گردد، در نتیجه با این روش نه تنها میزان رطوبت زدایی افزایش می یابد بلکه می توان از هوای بازگشتی این مبدل نیز برای خنک کردن محلول گرم خارج شده از قسمت بازیاب استفاده کرد و به این ترتیب راندمان سیکل سرمایش را افزایش داد.

در قرن گذشته و قرن حاضر با توجه به کاهش منابع انرژی و رشد روز افزون هزینه انرژی، صرفه جویی در مصرف انرژی و استفاده بهینه از سیستمهای تبادل حرارتی از نکات مهم و اساسی در واحد های صنعتی، می باشد. چرا که مصرف بالای انرژی علاوه بر ایجاد هزینه های سنگین، باعث افزایش آلایندهای محیط زیست می گردد.بر این اساس وجود یک شبکه بهینه مبدل حرارتی جهت تبادل گرما وانرژیبسیار مهم تلقی می شود و در واحد های پالایشگاهی، و پتروشیمی چیدن و قرار دادن اجزاء تجهیزات فرایندی به نحوی که شرایط بهینه حاصل گردد یکی از اهداف مهم می باشد.در این راستا انتگراسیون یا یکپارچه سازی فرآیند که مفهوم نسبتا جدیدی است که از دهه 80 میلادی آغاز و در دهه 90 میلادی بطور گسترده مورد استفاده قرار گرفت.اصلاح شبکه مبدلهای حرارتی معمولا از دو روش برنامه ریزی ریاضی و یا تکنولوژی پینچ انجام می گیرد که در این مقاله نیز مدل ریاضی MINLP مدل سازی غیر خطی اعداد صحیح استفاده می شود که برای مینیمم کردن هزینه های سرمایه گذاری کل استفاده می شود که شامل فرضیاتی برای ساده سازی پیچیدگی مدل است. در این مدل شبکه مبدل های حرارتی را با در نظر گرفتن هزینه سرویس های جانبی، سطح مبدل ها و انتخاب پیوند مبدل ها همزمان بهینه سازی میکند که درنهایت درهمین راستا پیشنهادات ارائه گردید