بهینه‌سازی عملکرد آب‌شیرین‌کن تقطیری چند مرحله ای-تراکم بخار حرارتی با استفاده از الگوریتم ژنتیک

دستگاه‌های آب ‌شیرین‌ کن تقطیر چندمرحله‌ای، که به روش تبخیری کار می‌کنند، یکی از کارآمد‌ترین روش‌های شیرین‌سازی آب به شمار می‌آیند. در این مطالعه، یک واحد شیرین ‌سازی تقطیر چند مرحله‌ای با متراکم کننده‌ی حرارتی بخار با چیدمان سری-‌موازی در نرم‌افزار متلب شبیه ‌سازی شده است. اولین گام تعیین پارامترهای موثر بر عملکرد سیستم شامل دبی جرمی بخار محرک، دماها و ابعاد سیستم می‌باشد. مقایسه نتایج شبیه‌ سازی مطالعه حاضر با داده های واقعی یک سیستم شیرین سازی واقعی، سازگاری خوبی نشان می دهد. سپس، تاثیر پارامترهای مختلف از قبیل تعداد مراحل، نسبت اختلاط، دمای بخار گرم‌کننده و دمای بخار مرحله‌ی اول بر پارامترهای طراحی سیستم بررسی می‌گردد. نتایج نشان می دهد که افزایش دمای بخار گرم‌کننده، دمای بخار مرحله اول و نسبت اختلاط موجب کاهش ضریب عملکرد می‌گردد. در ادامه، عملکرد سیستم در دو حالت مختلف دریافت بخار ثانویه از مرحله آخر و دریافت این بخار از تمام مراحل مورد بررسی قرار می گیرد و مشاهده می شود که با تأمین بخار ثانویه از آخرین اواپراتور، ضریب عملکرد و سطح مخصوص انتقال حرارت افزایش بیشتری دارد. در نهایت، بهینه‌ ‌سازی این سیستم با استفاده از الگوریتم ژنتیک انجام می‌شود و بر اساس آن مناسب‌ترین پارامترهای ورودی (دمای آب تغذیه، دمای بخارآب خروجی از اجکتور، دمای اولین و آخرین اواپراتور) برای داشتن بالاترین ضریب عملکرد ممکن و کم‌ترین مصرف حرارت مخصوص تعیین می‌گردد. نتایج بهینه سازی نشان میدهد که می‌توان برای سیستم شیرین ‌سازی با 10 مرحله، شامل 10 اواپراتور که تبخیر آب‌شور درون آنها صورت می‌گیرد، به ضریب عملکردی بالاتر از 17 و مصرف حرارت مخصوص کمتر از kJ/kg 107 دست یافت.