پیشینه تحقیق مفاهیم اکسرژی و انتگراسیون حرارتی داخلی برج تقطیر دارای ۵۵ صفحه می باشد فایل پیشینه تحقیق به صورت ورد word و قابل ویرایش می باشد. بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دنلود فایل نمایش داده می شود و قادر خواهید بود آن را دانلود و دریافت نمایید . ضمناً لینک دانلود فایل همان لحظه به آدرس ایمیل ثبت شده شما ارسال می گردد.
فهرست نمادها ۵
فصل اول ۸
مفاهیم اکسرژی ۸
۱-۱- مقدمه ۹
۱-۲- مفهوم اکسرژی ۹
۱-۳- مقایسه انرژی و اکسرژی ۱۲
۱-۴- شبیه سازی و آنالیز اکسرژی برج تقطیر ۱۳
۱-۵- بهینه سازی ۱۳
۱-۶- بهینه سازی برج تقطیر با استفاده از آنالیز اکسرژی ۱۵
۱-۷- اثر انتگراسیون حرارتی داخلی بر روی کیفیت مصرف انرژی ۱۶
۱-۸- موازنه اکسرژی ۱۶
فصل دوم ۲۰
انتگراسیون حرارتی برج تقطیر ۲۰
۲-۱- مقدمه ۲۱
۲-۲- بررسی بهبود کیفیت و راندمان مصرف انرژی در انتگراسیون حرارتی برجهای تقطیر ۲۱
۲-۳- انتگراسیون حرارتی داخلی برجهای تقطیر ۲۳
۲-۴- مدلسازی برج تقطیر و ساختار HIDiC ۲۶
۲-۵- پیاده سازی ساختار انتگراسیون حرارتی داخلی ۲۸
۲-۶- مبدل حرارتی ۳۰
۲-۷- روش NTU-έ ۳۰
۲-۸- روش حداقل دمای نزدیکی ۳۱
۲-۹- شیر فشار شکن ۳۲
۲-۱۰- اثر انتگراسیون حرارتی داخلی بر روی میزان مصرف انرژی ۳۲
۲-۱۱-اثر انتگراسیون حرارتی داخلی بر روی کیفیت مصرف انرژی ۳۳
۲-۱۲- بهینه سازی ترمودینامیکی برج های تقطیر ۳۴
۲-۱۳- نمودار دما – آنتالپی ۳۴
۲-۱۴- حداقل نیروی محرکه در طراحی فرآیند ۴۰
۲-۱۵- نیروی محرکه در برج تقطیر ۴۲
۲-۱۶- تعیین حداقل اتلاف اکسرژی ۴۴
۲-۱۷- نمودار حداقل نیروی محرکه ۴۷
۲-۱۸- محاسبه ی الگوریتم (عددی) ۴۸
۲-۱۹- تعیین محل مناسب برای یک برج اصلاح شده ۴۹
مراجع ۵۲
. رسته˓مجتبی˓ شبیه سازی و بهینه سازی برج های مزدوج حرارتی برای تلخیص متانول ˓ پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعت شریف سال ۱۳۸۲
صابر ˓محمد ˓ بررسی بهبود کیفیت و راندمان مصرف انرژی در انتگراسیون حرارتی برج های تقطیر˓پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعت شریف سال۱۳۸۸
Koeijer, G. Rivero, R. 2003, Entropy production and exergy loss in experimental distillstion columns, Chemical Engineering Science, Volume58, pp 1587-1597
.Nakaiwa, M., Huang, K., Endo, A., Ohmori, T., Akiya, T., Takamatsu, T., 2003. Internally heat-integrated distillation columns: a review. Chemical Engineer- ing Research and Design 81 (1), 162–۱۷۷٫
.Gadalla, M., Olujic, Z., Sun, L., De Rijke, A., Jansens, P.J., 2005. Pinch analysis-based approach to conceptual design of internally heat-integrated distillation col- umns. Chemical Engineering Research and Design 83 (8), 987–۹۹۳٫
. Petlyuk, F., Danilov, R., Serafimov, L., 2008. Trees of reversible distillation trajectories and the structure of trajectory bundles for sections of adiabatic columns. Theoretical Foundations of Chemical Engineering 42 (6), 795–۸۰۴٫
.B. Ghorbani, G.R. Salehi*, M. Amidpour, M.H. Hamedi. Exergy and exergoeconomic evaluation of gas separation process˓ ۲۰۱۲٫Journal of Natural Gas Science andEngineering 9 .86e93
اکسرژی مفهوم تازهای نیست اما برای یک مدت طولانی، تقریباً فراموش شده بود، ولی در چند سال اخیر به خاطر استفاده از منابع جدید انرژی و روشهای کارایی انرژی، دوباره مورد توجه قرار گرفته است.
اکسرژی نشاندهنده پتانسیل واقعی یک سیستم برای انجام کار مطلوب است، بنابراین، آنالیز برمبنای اکسرژی هنگامی که گونه های مختلف انرژی در مقایسه با هم هستند˓ مهم می باشد. آنالیز اکسرژی می تواند در شناسایی عوامل˓ موقعیتها و مقدار ناکارآمدی های سیستم مفید باشد. وقتی سیستمی از حالت ایده آل انحراف پیدا می کند تلفات در آن سیستم رخ می دهد.
شناسایی مقدار تلفات و علت آن ها بسیار مهم بوده و در افزایش راندمان اکسرژی موثر است. تلفات اکسرژی مقدار کمی انحراف از حالت ایده ال را نشان میدهد که ناشی از اتلاف اکسرژی منتشر شده و یا در اثر برگشت ناپذیری داخلی در فرایند میباشند.
دراین فصل مفهوم اکسرژی، راندمان اکسرژی و تلفات اکسرژی بیان شده و انواع اکسرژی جنبشی، پتانسیل، الکتریکی و… معرفی شده اند.
جهت درک بهتر مفهوم اکسرژی ، بیان تفاوت ماده و انرژی ضروری است. انرژی و ماده فقط می توانند به اشکال مختلف تبدیل شوند و نمیتوانند ایجاد و یا مصرف شوند و این یک اصل کلی در طبیعت است.
نیرو محرکه جریان انرژی و ماده در سیستم، کیفیت است. کیفیت انرژی و ماده به طور مداوم در جریان عبور به درون سیستم رو به هدر رفتن است. این وضعیت در صورتی است که جریان یک مسیر مشخص داشته باشد و به زمان وابسته باشد. هنگامی که انرژی و ماده در داخل یک سیستم جریان دارند، بخش بسیار کوچک آن در سیستم واقعی ذخیره میشود و از طرفی یک تعادل بین ماده و انرژی وجود دارد.
انرژی و ماده تنها به عنوان حامل کیفیت عمل می کنند و این کیفیت است که در طول تبدیل ماده و انرژی تحلیل میرود. با توجه به این مطلب، تنها کیفیت است که میتواند تولید یا مصرف شود.
انرژی و ماده تمایل به توزیع در بیش از یک مکان را دارند، بنابراین رفته رفته نیرومحرکه در سیستم از بین میرود. یک مثال برای این موضوع ارائه میشود. جریان گرم و سرد هرکدام کیفیتی دارند، نیرو محرکه این دو جریان به وسیله اختلاف دما بین آنها مشخص میشود. حال اگر این دوجریان با هم مخلوط شوند یک جریان ولرم ایجاد میشود. جریان ولرم فاقد نیرو محرکه است و بنابراین کیفیت پایینتری از جریان اصلی دارد. این کمیت به عنوان افزایش انتروپی برای کل سیستم بیان شده است. در جریان یک ماده در سیستم به جای این که بیان شود کیفیت کاهش پیدا کرده میتوان گفت عدم کیفیت افزایش یافته، یا انتروپی افزایش یافته است. مفهوم انتروپی اندازهگیری عدم کیفیت است. با توجه به این مفهوم، انتروپی یک معنی منفی میدهد. تعریفی که در مقابل انتروپی ارائه شده و از اندازهگیری مستقیم کیفیت به دست می آید، نژنتروپی[۱] است. وقتی که کیفیت مصرف شده یا تلف شده، در واقع نژنتروپی مصرف شده است ]۳۲[.
حال این سؤال مطرح می شود که چگونه میتوان کیفیت یک سیستم یا جریان انرژی و ماده را اندازه گرفت. ارزیابی بخش مفید انرژی، بخشی که میتواند کار مکانیکی انجام دهد، در واقع ارزیابی کیفیت انرژی است و این موضوع از سالها پیش مورد توجه دانشمندان بوده است.
رانت در سال ۱۹۵۳ پیشنهاد کرد که ترم اکسرژی باید به معنی ظرفیت کار فنی استفاده شود. تعریف کامل توسط بایهر ارائه شد: اکسرژی بخشی از انرژی است که قابل تبدیل به شکل های دیگر انرژی است. اکسرژی یک سیستم در یک محیط خاص میزان حداکثر کار مکانیکی است که می تواند از سیستم در این محیط خارج شود. کار مکانیکی که مورد توجه قرار گرفته تنها به عنوان نمونهای از شکل انرژی کاملاً منظم شده میباشد یعنی انتروپی آن برابر صفر است. این تنها بخش مفید انرژی است که میتواند به تمامی اشکال دیگر انرژی تبدیل شود. تعریف بایهر بدیهی و بسیار کلی است و نه تنها انرژی بلکه ماده را نیز شامل میشود ]۳۲[.
ایوانس نشان داد که اکسرژی در خود مفاهیم ترمودینامیکی دیگری نیز جای داده است. پتانسیلهای ترمودینامیکی شبیه به اکسرژی هستند اما دامنه محدودتری دارند. انرژی آزاد گیبس، انرژی آزاد هلمهولتز و انتالپی همه موارد خاصی از اکسرژی هستند. به بیان ساده تر می توان اکسرژی را اینگونه نیز تعریف کرد:]۳۲[
اکسرژی ماکزیمم کار در دسترس است، زمانی که فرم های مختلف انرژی بصورت برگشت پذیر به یک سیستم انتقال می یابد و در تعادل ترمودینامیکی با محیط اطراف می باشند و توانایی انجام کار را ندارند. همچنین می توان اکسرژی را فاصله سیستم از تعادل جهانی تعریف کرد. از آنجا که اکسرژی مصرف می شود، شرایط متغیرهای دما، فشار و درصد ترکیب سیستـم به متغیرهای مشابه در محیط نـزدیک می شوند. بنابراین، شرایط مرجع شرایط مرده نامیده می شود. اکسرژی کلی جریانهای چند جزئی از حاصل جمع سه شرایط زیر محاسبه می شود:]۲۵[
تغییر اکسرژی حاصل از اختلاط
اکسرژی شیمیایی
اکسرژی فیزیکی
اکسرژی حاصل از اختلاط، از ترکیب جریان های هم دما و هم فشار در شرایط فرآیندی واقعی ناشی می شود.
اکسرژی شیمیایی تفاوت پتانسیل شیمیایی مابین اجزاء فرآیند و پارامترهای مرجع، غلظت، دما و فشار در محیط اطراف آن ها میباشد.
اکسرژی فیزیکی بیشترین میزان کار محوری قابل حصول (مانند انرژی الکتریکی) می باشد که در آن جریان از شرایط فرآیندی (T,P) با استفاده انتقال حرارت برگشت پذیر به تعادل با دمای محیط می رسد.
استفاده زیاد از منابع انرژی و ماده براساس بهرهبرداری معدنی با تکنولوژی امروز، نمیتواند با سالم ماندن محیط زیست همراه باشد. این وضعیت را میتوان تنها با تغییر اهداف تغییر داد. مفاهیم اساسی و روشهای علمی برای توصیف واقعیت باید نقش مهمی در روند این تغییرات بازی کنند. بنابراین با در نظر گرفتن اهمیت انرژی و بهینه سازی آن در عصر امروز، توجه به مفهوم اکسرژی مهم و ضروری است. مفهوم اکسرژی نه تنها به خاطر مطالعه راندمان و کارایی سیستمها بلکه به خاطر محاسبات و تحلیلهای اقتصادی بسیار مفید است. استفاده از محتـوای اکسرژی به عنوان پایهای برای حسابرسی هزینهها و مدیریت برای قیمتگذاری محصـولات و ارزیابی سود آنها مهـم است. به این ترتیب اکسرژی تنها اساس عقلانی برای ارزیابی منابع و سوخت ها، سیستم ها و بازدهی آنها میباشد]۳۲[
۱- انرژی فقط به خصوصیات ماده یا جریان وابسته است و به خصوصیات محیط وابسته نیست اما اکسرژی هم به خصوصیات ماده و انرژی و هم به محیط اطراف وابسته است.
۲- وقتی سیستم در تعادل با محیط است، انرژی میتواند مقادیر مختلفی داشته باشد اما اکسرژی در حالت ساکن یا وقتی که سیستم در حالت تعادل کامل با محیط است، برابر صفر میباشد.
۳- انرژی در همهی فرآیندها طبق قانون اول ترمودینامیک، حفاظت شده و باقی میماند اما اکسرژی در فرآیندهای برگشتپذیر حفظ شده ولی برای فرآیندهای واقعی حفاظت شده نیست و طبق قانون دوم ترمودینامیک به علت برگشت ناپذیری˓ کاملاٌ و یا تا حدی تخریب می شود .
۴- انرژی در اشکال مختلف مثل انرژی جنبشی، پتانسیل، درونی ظاهر میشود و در این اشکال قابل اندازهگیری است و اکسرژی در اشکال مختلف مثل اکسرژی جنبشی، اکسرژی پتانسیل، اکسرژی حرارتی و… ظاهر میشود و در این اشکال براساس کار یا توانایی تولید کار اندازهگیری میشود.
۵- انرژی تنها کمیت را اندازه میگیرد اما اکسرژی هم کمیت و هم کیفیت ماده و انرژی را اندازه میگیرد ]۱۴[.
مزایای آنالیز اکسرژی خصوصا در مقایسه با آنالیز انرژی، متعدد هستند. در زیر به برخی از موارد که بیشتر قابل توجه است، اشاره میشود.
۱- بازده براساس اکسرژی، اطلاعات معنیدار بیشتری در زمان عملکرد سیستم فراهم میکند.
۲- در سیستمهای پیچیده (کمپلکس) با محصولات متعدد، روشهای اکسرژی میتواند به ارزیابی ارزش ترمودینامیکی اشکال انرژی محصول کمک کنند.
۳- اکسرژی مبتنی بر روشهای تکامل یافته است که میتواند در فعالیتهای مربوط به طراحی کمک کند. به عنوان مثالاکسرژی – اقتصادی و ترمو- اقتصادی را میتوان برای بهبود ارزیابی اقتصادی استفاده کرد.
۴- آنالیز اکسرژی باعث کاهش برگشت ناپذیری در یک سیستم و در نتیجه افزایش راندمان اکسرژی میشود.]۱۴[.
پالایش گاز فرآیندی است که جهت جداسازی اجزاء زیاد حاضر در گاز استخراجی از چاههای گاز انجام می گیرد. هرچه زنجیره کربن بزرگ تر باشد ، در دمای بالاتری به جوش می آید . از این اصل در پالایشگاه ها جهت جداسازی و تثبیت استفاده می شود. در این قبیل واحدها ، به جریان جرمی درون برج حرارت می دهد تا اجزاء موجود در آن بخار شود . بخار درون برج به سمت بالا حرکت می کند و با افزایش ارتفاع برج ، خنک تر می شود. زمانی که اجزاء گازی تا زیر نقطه جوش خود خنک می شود ، تبدیل به مایع می گردد و مجدداً به سمت پایین برج حرکت می کند.
دلایل متعددی از جمله محدودیت منابع انرژی دردسترس، سختگیرانه تر شدن سیاستهای محیط زیستی ، به کارگیری آنالیزهای ترمودینامیکی جهت بهبود راندمان در صنایع مختلف سراسر دنیا رو به افزایش گذاشت. به طور مرسوم از آنالیز انرژی جهت بهینه کردن بازده تولید محصول مطلوب استفاده می شود . از دیدگاه دیگر، با توجه به دلایل اقتصادی ، محیط زیستی و محدودیت منابع انرژی ، هدف بهینه کردن استفاده از منابع انرژی است و در این راستا، آنالیز اکسژری روشی رایج محسوب می شود . با این حال، توجه ویژه ای به استفاده از آنالیز انرژی معطوف است و در اکثر مطالعات، آنالیز انرژی برای سیستم های مختلف ترمودینامیکی و صنایع شیمیایی و پتروشیمیایی انجام گرفته است و نسبتاً کارهای محدودی برای آنالیز اکسژری واحدها و فرآیندهای تقطیر گزارش شده است.
تمامی فایل های پیشینه تحقیق و پرسشنامه و مقالات مربوطه 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.
ارسال نظر