شبیهسازی دینامیکی سیستمهای نمکزدایی تقطیر چند مرحلهای
Abstract(in Persian; no English abstract is available)
تقطیر چند مرحله¬ای یکی از سیستم¬های آب شیرین¬کن حرارتی است که امروزه به علت بهره وری انرژی و عملکرد بالا بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. به علت پیچیدگی بالا و مکانیزم¬های انتقال حرارت متفاوت آن، کارهای انجام شده محدود به شبیه سازی های پایابوده است. در کار حاضر، ابتدا شبیه سازی ترمودینامیکی در حالت پایا انجام شده است. سپس مطالعه و بررسی دقیقی رویانواع روابط انتقال حرارت موجود برای تبخیر فیلم ریزشی روی لوله افقی و تقطیر جریان بخار درون آن صورت گرفته است. کارآمدترینِ روابط انتخاب و در طراحی ترموهیدرولیکی دسته¬لوله و تعیین سطوح انتقال حرارت به کار گرفته شده¬است. در حوزه جریان های با دبی پایین و آرام، تغییرات ضرایب جابجایی با تغییرات شرایط بخار داخل لوله، اندک و با تغییر میزان فیلم ریزشی بیشتر است؛ بطوریکه با کاهش دبی بخار، مقدار آن تغییر نمی کند و با کاهش کیفیت بخار، تنها در کیفیت های کمتر از 1/0 حدود 30% کاهش می یابد. رابطه ای برای تبخیر فیلم ریزشی مناسب است که با کاهش دبی فیلم و ضخامت آن، ضریب جابجایی افزایش یابد. شبیه¬سازی دینامیکی و گذرا با تشکیل معادلات پاره¬ای حاکم بر رفتار دسته¬لوله، گسسته سازی و حل آن¬ها انجام شده است. برای هر کدام از بخش¬های مذکور برنامه مجزایی در نرم¬افزار matlab نوشته شده¬است. نتایج گذرا بیش از همه به گام مکانی طولی داخل لوله و گام زمانی وابسته است. در حین راه اندازی و بخاردهی، کیفیت بخار درون لوله ها بطور خطی کاهش می یابد و در نتیجه در زمان های اولیه، بخار به سرعت تقطیر شده و با تشکیل یک لایه مایع در لبه پیشانی جریان، موجب کندی حرکت می شود. این امر تبخیر فیلم مایع را در نقاط انتهایی لوله ها کاهش می دهد. در مطالعه رفتار دینامیکی فرآیند دیده می شود چنانچه در حین عملکرد پایا، اختلالی رخ دهد، به عنوان مثال بخار ورودی به مدت 180 ثانیه قطع گردد، 550 ثانیه طول می کشد تا تبخیر فیلم به میزان پایای خود بازگردد. همچنین با کاهش آب تغذیه به نصف مقدار پایا، پساب بیش از پیش تغلیظ شده و به ناحیه خطر تشکیل رسوب روی لوله ها وارد می شود. با فرض چشم پوشی از اثر تنش بخار عبوری از میان فیلم ریزشی روی لوله ها، ردیف های دسته لوله، در تبخیر فیلم ریزشی و تقطیر بخار، رفتار تقریبا یکسانی از خود نشان می دهند.