مدل‌سازی و تحلیل ترمودینامیکی بلورساز تحت خلا با گرمایش پمپ حرارتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی شاهرود

2 دانشگاه شاهرود*دانشکده مهندسی مکانیک

3 صنعتی شاهرود

4 دانشکده مهندسی مکانیک ،دانشگاه صنعتی شاهرود،شاهرود،ایران

چکیده

در این مقاله، یک کریستالایزر گردش اجباری تحت خلاء که از کریستالایزر، پمپ و مبدل حرارتی تشکیل شده است، باهدف تأمین آب شیرین مصرفی پیشنهاد داده شده است. به‌منظور تأمین هم‌زمان بار گرمایش کریستالایزر و همچنین برای تقطیر بخار آب خروجی از کریستالایزر، از پمپ حرارتی به‌عنوان روشی جدید استفاده شده است. یک مجموعه آزمایشگاهی برای نشان‌دادن امکان‌سنجی سیستم پیشنهادی طراحی و ساخته شده که مجموعه شامل سیکل کریستالایزر گردش اجباری است. میانگین درصد خطا بین نتایج آزمایشگاهی و شبیه‌سازی صورت‌گرفته، 4.8 درصد گزارش شد. نتایج حاکی از آن است که با تغییر دمای ورودی و فشار کریستالایزر، نرخ تولید کریستال نمک و آب شیرین تولیدی به ترتیب به مقدار 0.65 و 19.81 کیلوگرم بر ساعت افزایش می‌یابد. مصرف انرژی الکتریکی نیز با افزایش دمای ورودی آب تغذیه و ظرفیت گرمایی مبدل حرارتی کاهش می‌یابد و کمترین میزان مصرف انرژی الکتریکی در دمای 50 درجه سانتی‌گراد، فشار کریستالایزر 0.085 بار و ظرفیت گرمایی مبدل حرارتی kw13.25 رخ می‌دهد. مصرف انرژی الکتریکی نیز با افزایش دمای ورودی آب تغذیه و ظرفیت گرمایی مبدل حرارتی کاهش می‌یابد و کمترین میزان مصرف انرژی الکتریکی در دمای 50 درجه سانتی‌گراد، فشار کریستالایزر 0.085 بار و ظرفیت گرمایی مبدل حرارتی kw13.25 رخ می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Modeling and Thermodynamic Analysis of Vacuum Crystallizer with Heat Pump

نویسندگان [English]

  • Amir Mehrdar 1
  • Mohsen Nazari 2
  • Mostafa Nazari 3
  • maryam ramezani bazan 4
1 Faculty of Mech Eng. SUT
2
3 Department of Mechanical Engineering, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran.
4 Faculty of Mechanical Engineering, Shahrood University of Technology,Shahrood, Iran
چکیده [English]

In this article, a forced circulation crystallizer under vacuum, which consists of crystallizer, pump and heat exchanger, is proposed for the purpose of providing fresh water for consumption. In order to simultaneously supply the heating load of the crystallizer and also to distill the water vapor coming out of the crystallizer, a heat pump has been used as a new method. A laboratory set is designed and built to demonstrate the feasibility of the proposed system, which includes a forced circulation crystallizer cycle. The average error percentage between the laboratory and simulation results was reported as 4.8%. The results indicate that by changing the inlet temperature and pressure of the crystallizer, the rate of salt crystal production and fresh water production increases by 0.65 and 19.81 kg/h, respectively. Electric energy consumption also decreases with the increase of feed water inlet temperature and the heat capacity of the heat exchanger, and the lowest amount of electric energy consumption occurs at the temperature of 50 degrees Celsius, the pressure of the crystallizer is 0.085 bar, and the heat capacity of the heat exchanger is 13.25 kw.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Forced circulation crystallizer
  • heat pump
  • ZLD
  • Numerical and Exp. modelling

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار