بخشی از مقاله
چکیده فارسی
استفاده از سیکلهاي جذبی در فرایندهاي مختلف شیمیایی رو به افزایش است و بدین دلیل شبیه سازي این سیکل در فرایندهاي مختلف مورد نیاز است. در این مقاله سیکل جذبی یک و دو اثره با استفاده از نرم افزار شبیهساز ASPEN با فرضیات خاصی انجام شده است و نتایج با نرم افزار EES مقایسه شده و نشان از صحت نتایج حل دارد. از پکیج حاصل می توان در شبیهسازي و کوپلینگ با واحدهاي تولید توان و حرارت و فرایندهاي مختلف شیمیایی در جهت بهینه سازي فرایند و همچنین تولید توان در CHP استفاده نمود.
-1 مقدمه
براي شبیهسازي چیلر جذبی نرمافزارهاي مختلفی ارائه شدهاند. نرمافزارهایی مانند ABSIM که توسط Oak[2] Ridge[1], و همچنین Engineering Equation Solver - EES - توسعه یافته در دانشگاه ویسکانسین [3],[4],[5] به کار گرفته شدهاند. از بین این دو نرمافزار EES پرکاربردتر است و موارد استفاده در مدلهاي مختلف تحقیقاتی اشاره شده است.[6-11]
نرمافزار ASPEN یکی از نرم افزارهاي مهندسی میباشد و داراي برنامههاي متنوعی است که یکی از این برنامهها ASPEN PLUS است.[12] این نرمافزار براي شبیهسازي فرایندهاي پایا استفاده میشود. در این نرمافزار محیط برنامهنویسی با استفاده از نرمافزار FORTRAN فراهم آمده است. با اتصال این نرمافزار به اجزاء جریانهاي گرما و کار این محیط قابل شبیهسازي فرایندهاي پیچیده هم خواهد بود.
لازم به ذکر است که از این نرمافزار به طور عمدهاي در صنایع نفت و گاز استفاده میشود. با توجه به اینکه از نرمافزارهاي مختلفی جهت شبیهسازي چیلرهاي جذبی استفاده شده است اما تاکنون در مراجع معدودي از شبیهسازي توسط این نرمافزار اشاره شده است. اولین و مهمترین گام در فرایند مدلسازي پیدا کردن معادله حالت مناسب به منظور محاسبه خواص مخلوط آب/لیتیم برماید است. براي انتخاب روش مناسب، شرایط عملیاتی و مایعات مدل شده در نظر گرفته شد. بنابراین محدوده و مدلهاي مورد نظر بسیار محدود شد. پس از بررسی در مراجع مختلف معادله حالت ELECNRTL براي این منظور انتخاب شد.[13]
-2 مدلسازي و شبیهسازي
اگر به شکل1 دقت کنید اصول و مبانی سیکل جذبی را در آن مشاهده میکنید. در ژنراتور گرما داده میشود، و موجب جداسازي مبرد گازي و محلول مایع میگردد. مبرد در حالت گازي به کندانسور منتقل میشود که در آنجا گرما به محیط با دماي متوسط انتقال داده میشود عموماً این محیط، محیط بیرون است. دراثر انتقال گرما به محیط سرد منبسط و تبخیر میگردد و همان اثر سرمایش مفید را ایجاد میکند.
در ادامه محلول دوباره منبسط و در جذب کننده دوباره ترکیب میگردد. عموما براي بالا بردن ضریب عملکرد از یک مبدل محلول استفاده می شود. بخش گرم مبدل بین دو مایع خروجی از ژنراتور و شیر انبساط محلول عمل می کند. بخش سرد بین خروجی از پمپ و ورودي به به ژنراتور کار میکند. اصول کارکرد سیکل جذبی دو اثره به همین ترتیب است با این تفاوت که فشار در سطح بالاتري اضافه شده است.
بخشی از محلول که از ژنراتور خارج میشود به فشار بالاتري پمپ میشود. در نتیجه آن مبرد در فشار بالاتري در کندانسور کندانس شده و نتیجه آن رسیدن به دماي پایین تر است. محلول خروجی از ژنراتور دما بالا به ژنراتور دما پایین منتقل می گردد. بنابرین در سیکل دو اثره، گرماي خروجی در فشار بالاتري داده شده و در ادامه کندانسور فشار بالا گرما را به ژنراتور دما پایین میدهد.
در ادامه به بررسی سیکل براي شبیهسازي میپردازیم. براي سیکل جذبی تک اثره، خروجی جذبکننده در حالت 1 خارج میشود. خروجی پمپ حالت 2 و خروجی مبدل باید طوري باشد که دفع در حالت 3 باشد. مایع خروجی از جذب کننده در حالت 4 است. و خروجی مبدل محلول باید طوري باشد که شیر محلول در حالت 5 باشد. خروجی از شیر محلول در حالت 6 است و گاز خروجی از دفع کننده در حالت 7 و خروجی کندانسور در حالت 8 است. خروجی شیر در حالت 9 و خروجی اواپراتور در 10 است. براي حالت دو اثره حالات 19-11 براي فشار بالا صادقاند. فرضیاتی که براي شبیهسازي لازم است را در ادامه مشاهده خواهید کرد.
