روش گرافیکی نوین مبتنی بر فناوری پینچ برای افزایش زمان رسوب گذاری شبکه مبدل های حرارتی

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

تهران، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، دانشکده مهندسی مکانیک

چکیده

در این مقاله یک روش گرافیکی جدید برای بررسی زمان رسوب‌ گذاری شبکه مبدل‌های حرارتی ارایه شده است. هدف از انجام این کار، افزایش مدت زمانی است که شبکه مبدل‌های حرارتیمی‌تواند بدون نیاز به انجام فرایند رسوب‌ زدایی، عملیات انتقال حرارت مورد نیاز را انجام دهد. در شبکه مبدل‌های حرارتی، تعدادی از جریان‌ها دارای نرخ رسوب‌گذاری بیشتری نسبت به سایر جریان‌ها می ‌باشند. در این روش فرصت بیشتری برای جریان‌های با نرخ رسوب ‌گذاری بیشتر برای رسوب ‌گذاری داده می‌ شود. در واقع جریان‌های با نرخ رسوب‌ گذاری بیشتر با جریان‌های با نرخ رسوب ‌گذاری کمتر بین مبدل‌های حرارتی گوناگون جایگزین می‌ شوند تا زمان بیشتری به کل شبکه مبدل‌های حرارتی برای رسوب‌ گذاری داده شود. در این صورت تعداد دفعات تمیز‌کاری شبکه مبدل‌های حرارتی در یک بازه‌ی زمانی مشخص کاهش می‌ یابد. جابه ‌جایی جریان‌ها مستلزم عبور جریان با نرخ رسوب ‌گذاری بیشتر از مکانی است که قبلاً جریان با نرخ رسوب ‌گذاری کمتر عبور کرده است و برعکس. در نتیجه جریان ثانویه با پس‌ماندهای جریان اولیه مخلوط می‌ شود. بنابراین باید تطابق و سازگاری ساختار جریان‌ها (برای جلوگیری از تخریب جریان‌ها) و ملاحظات دمایی(برای رسیدن به انتقال حرارت دلخواه) لحاظ شود. منظور از ملاحظات دمایی، باقی ماندن خروجی جریان‌ها در بازه‌ی از پیش تعیین شده است. این روش می ‌تواند در واحد‌هایی که مسئله رسوب‌ زداییو هزینه‌ های مربوط به آن دردسرساز است، به ‌کار گرفته شود.(برای مثال؛ صنایع لبنی )

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Hohmann EC., Optimum Networks for Heat Exchange. PhD Thesis, Chemical Engineering Dpartment, University of Southern California , Los Angeles, USA, (1971).

[2] Linnhoff B., Townsend D.W., Boland D., Hewitt G.F., Thomas B.E.A.,GUY A.R., ET A.L., "User Guide in Process Integration for Efficient Use of Energy", Rugby: Institute of Chemical Engineers; (1982).

[3] Linnhoff B., Hindmarsh E., The Pinch Design Method of Heat Exchanger Networks, Chem. Eng. Sci., 38, p. 745 (1983).

[4] Taborek J., Akoi T., Ritter R.B., Palen J.W., Fouling: The Major Unresolved Problem in Heat Transfer, Chem. Eng. Prog., 68, p. 59 (1972).

[5] Epstein N., "Fouling of Heat Transfer Equipment", Hmisphere, New York (1978).

[6] Casado E., Model Optimizes Exchanger Cleaning, Hydrocarbon Process, 69(8), pp. 71-78 (1990).

[7] Wang L, Sunden B., Detailed Simulation of Heat Exchanger Networks for Flexibility Consideration, Appl. Therm. Eng, 21(12), p. 1175 (2001).

[8] Sanaye S., Niroomand B., Simulation of Heat Exchanger Network (HEN) and Planning the Optimum Cleaning Schedule, Energy Conversion and Management, 48, p. 1450 (2007).

[9] Yeap B.L., Wilson D.I., Polley G.T., Pugh S.J., Mitigation co Crude Oil Refinery Heat Exchanger Fouling Through Retrofits Based on Thermo-Hydraulic Fouling Models, Chemical Engineering Research and Design, (82), p. 53 (2004).

[10] Polley G.T., Wilson D.I., Yeap B.L., Pugh S.J., Evaluation of Laboratory Crude Oil Threshold Fouling Data for Application to Refinery Pre-Heat Trains, Applied Thermal Engineering, 22, p. 777 (2002).

[11] Yang M., Crittenden B., Fouling Thresholds in Bare Tubes and Tubes Fitted with Inserts, Applied Energy, 89, p. 67 (2012).

[12] Bani Kananeha A., Scharnbecka E., Kückb U.D., Räbigerb N., Reduction of Milk Fouling Inside Gasketed Plate Heat Exchanger Using Nano-Coatings, Food and Bioproducts Processing, 88, p. 349 (2010).

[13] Rao, Singiresa S, "Engineering Optimization, Theory and Practice", John Willy, (1996).

[14] Mana Z.A., TAN Y.L., Foo D.C.Y., Targeting the Minimum Water Flowrate Using Water Cascade Analysis Technique. J Am Inst Chem Eng.,50, p. 3169 (2004).

[15] Almutlaq A.M., Kazantzi V., EI-Halwagi M.M., An Algebraic Approach to Targeting Waste Discharge and Impure Fresh Usage via Material Recycle/Reuse Network, Clean Technol Environ Policy, 7, p. 294 (2005).

[16] van Asselt A.J., Vissers M.M.M., Smit F., de Jong P., In-line control of Fouling. Proceedings of Heat Exchanger Fouling and Cleaning-Challenges and Opportunities, Kloster Irsee, Germany; June 5-10: New YorkU.S.A.; Engineering Conferences International (2005).

[17] http://animsci.agrenv.mcgill.ca/courses/450/topics/1.html