دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 57 1 2025 03 21 Thermodynamic Modeling and Experimental Validation of Vacuum Cooling Crystallization for Zero Liquid Discharge Desalination مدل‌سازی ترمودینامیکی و اعتبارسنجی تجربی بلورساز تحت خلا با گردش اجباری در فرایند نمک‌زدایی بدون پساب 25 42 5730 10.22060/mej.2025.23686.7799 FA مریم رمضانی دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران محسن نظری دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران مصطفی نظری دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران Journal Article 2024 11 18 In recent years, in addition to reducing the amount of water resources, strict rules and regulations regarding the wastewater of industrial units that are destructive to the environment have caused more emphasis on processes with higher water recovery. Therefore, the improvement and thermal analysis of zero liquid discharge processes are important issues for researchers. This work studies a crystallizer system with forced circulation in the thermal ZLD, where fresh water is produced by desalination of high-salinity water. The research's innovation and goal are the thermodynamic and experimental investigation of the effects of the incoming effluent flow and the energy consumption of the heat exchanger on the rate of freshwater production, recovery ratio, output slurry rate, and solid salt production. First, modeling of the thermodynamic process in a steady state has been done. Then, a crystallizer is built on a laboratory scale and the results of the model are compared and validated with the obtained experimental data. The effect of feed temperature and heat consumption of the heat exchanger on the performance coefficient of the system was investigated. The best design point, which represents the highest performance<em> </em>of the system, is obtained for the feed temperature of 40°C and heat consumption of 6.7 kW for freshwater rate of 10.25 kg/hr, which represents a specific energy consumption of approximately 0.65 kWh/kg. در سال‌های اخیر علاوه بر کاهش میزان منابع آب، قوانین و مقررات سختگیرانه در مورد جریان پساب واحد‌های صنعتی مخرب برای محیط زیست، باعث تأکید بیشتر بر فرایندهایی شده ‌است که از بازیابی آب بالاتری برخوردار هستند. بنابراین، به‌سازی و آنالیز حرارتی فرایند‌های بدون پساب یک موضوع مهم برای محققان است. در این مطالعه، یک سیستم بلورساز با گردش اجباری در فرایند نمک‌زدایی حرارتی بدون پساب مطالعه می‌شود که در آن با نمک‌زدایی از آب با شوری بالا، آب شیرین تولید می‌شود. نوآوری و هدف اصلی پژوهش، بررسی ترمودینامیکی و تجربی اثرات جریان پساب ورودی و میزان مصرف انرژی مبدل حرارتی بر نرخ آب شیرین تولیدی، نسبت بازیافت، نرخ دوغاب خروجی و نمک جامد تولیدی است. ابتدا مدلسازی فرایند ترمودینامیکی در حالت پایا انجام گرفته ‌‌است. سپس یک دستگاه بلورساز در مقیاس آزمایشگاهی ساخته می‌شود و نتایج حاصل از مدل با داده‌های تجربی بدست‌آمده مقایسه و اعتبارسنجی می‌شود. اثر تغییرات دمای خوراک و مصرف حرارت مبدل بر ضریب عملکرد سیستم بررسی شد. بهترین نقطه طراحی، که نشان دهنده بالاترین ضریب عملکرد سیستم است، برای دمای تغذیه 40 درجه سانتیگراد  و مصرف حرارت 6/7 کیلو وات برای نرخ تولید10/25کیلوگرم بر ساعت آب شیرین به دست آمده‌است که این میزان نشان‌دهنده‌ مصرف انرژی ویژه تقریبی 0/65 کیلووات ساعت بر کیلوگرم است. https://mej.aut.ac.ir/article_5730_3ce257b311e5acf849992f5a675188e8.pdf