بررسی عملکرد حرارتی ناپایا آب‌شیرین‌کن چند اثره همراه با ترموکمپرسور

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی شاهرود،شهر شاهرود، کشور ایران

2 Shahrood University of Tech, Shahrood, Iran

3 دانشگاه صنعتی شاهرود، عضو هیات علمی

4 دانشگاه صنعتی شاهرود

چکیده

با توجه به کاربرد زیاد آب‌شیرین‌کن‌های حرارتی تمایل زیادی به شبیه‌سازی رفتار این دستگاه‌ها وجود دارد که بیشتر پژوهش‌ها روی مدل‌سازی رفتار پایا متمرکز بوده اما برای طراحی دستگاه‌های کنترلی و بررسی عملکرد آن‌ها نیاز به مدل‌سازی رفتار ناپایا نیز داریم. همچنین مطالعات بسیار کمی به نحوه خاموش شدن آب‌شیرین‌کن و اثرات آن پرداخته‌اند. در این پژوهش مدل‌سازی عددی پایا و ناپایا، آب‌شیرین‌کن (MED) در مقیاس صنعتی با چهار افکت، یک کندانسور و یک ترموکمپرسور موردبررسی قرارگرفته شده است. از روش گام و مرتبه متغیر (VSVO) برای حل معادلات دیفرانسیلی استفاده‌شده است. هر اواپراتور به سه فاز بخار، لوله‌ها و آب‌نمک تقسیم‌شده است و برای هرکدام از این فازها معادلات بقای جرم و انرژی در شرایط ناپایا نوشته‌شده است. مدل پایا و ناپایا با داده‌های تجربی اعتبار سنجی شده است. مؤلفه‌های دما، دبی بخار، دبی آب‌نمک و ارتفاع آب‌نمک در مدل‌سازی عددی حالت ناپایا در هنگام راه‌اندازی، پایا شدن و خاموش شدن دستگاه موردمطالعه قرار گرفتند. نتایج نشان می‌دهد که بیشترین تغییر دبی آب‌نمک بعد از خاموشی در افکت آخر است که به میزان %42 افزایش می‌یابد همچنین بیشترین تغییر در ارتفاع آب‌نمک در افکت اول است که بعد از 800 ثانیه به 11 برابر حالت‌پایا خواهد رسید که موجب پدیده طغیان و آسیب‌های احتمالی خواهد شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of unsteady thermal performance of multi-effect desalination with TVC

نویسندگان [English]

  • sobhan khajehnamaghi 1
  • Mohsen Nazari 2
  • Mostafa Nazari 3
  • Omid Pilevar 4
1 Shahroud University of Technology, Shahroud, Iran
3 Shahrood Univ.
4 SUT
چکیده [English]

Due to the high use of thermal desalination plants, there is a great tendency to simulate the behavior of these plants. Most of the researches are focused on modeling steady behavior, but to design control systems and evaluate their performance, we also need to study unsteady behavior modeling. Also, few researches have studied system shut down. In this paper, steady and unsteady modeling of industrial desalination plant with four effects has been studied. The unit also consists of a condenser and a TVC. The variable-step, variable-order method (VSVO) has been used to solve differential equations. Each evaporator is divided into three phases of vapor, tubes and brine, and for each of these phases the equations of mass and energy conservation is used. Results have been validated with real plant data. The variables of temperature, vapor flow rate, brine flow rate and brine height were studied in unsteady modeling in starting, shutting down and steady state conditions. It was found that the largest change in the brine flow rate after shutting down is in the last effect, which increases by 42%. Also, the biggest change in the height of the brine is in the first effect, which after 800 seconds will reach 11 times the steady state, that will cause the phenomenon of flooding and possible damages.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Thermal desalination systems
  • unsteady modeling
  • multi-effect desalination
  • vacuum evaporator