پاسخ های سوالات مسابقه هماهنگ بین رشته ای شیمی و مکانیک

[mim-shimi 25686]

سلام به همه

پیشاپیش از دوستانی که تو این مسابقه شرکت کردن، کمال تشکر رو دارم

تو این تاپیک، پاسخ دوستان شرکت کننده گذاشته میشه

[mim-shimi 25686]

پاسخ گروه اول: ardeshir2012 و mortaza_sakht

 

در یک برج خنک کننده آب گرم در تماس با هوا خنک می شود. آب گرم به بالای برج پمپ می شود و توسط یک سری نازل بر روی پرکن ها که وظیفه دارند قطرات درشت را به قطرات ریز تبدیل کنند و باعث افزایش سطح تماس آب و هوا شوند,پاشیده می شوند.

هوا نیز توسط یک یا چند بند به درون برج مکیده می شوند. پدیده خنک سازی توسط دو مکانیسم صورت می گیرد. یک مکانیسم تبخیر بوده و دیگری تبادل حرارت محسوس می باشد.

سیستم های خنک کننده شامل دو دسته می باشند. یک دسته سیستم های یک بار گذرو یک دسته نیز سیستم های گردشیمی باشند. سیستم های گردشی نیز خود به سه دسته خنک کننده خشک و تر و ترکیبی تقسیم می شود.

سیستم های یک بار گذر عمدتا در مجتمع های بزرگ کنار دریا استفاده می شوند. در این سیستم ها آب خنک از اعماق دریا و آب گرم خروجی از واحد های مختلف مجتمع وارد مبدل های حرارتی می شوند و با هم تبادل گرما انجام می دهند. آب دریا بعد از تبادل حرارت به دریا بازگردانده می شود.

در مورد سیستم های خنک کننده تر, برج با کشش طبیعی , اساس کار برج بر اختلاف دانسیته بین هوای گرم و هوای سرد می باشد. آب گرم ورودی به برج توسط هوا خنک شده و هوای گرم به سمت بالا رفته و جای خود را به هوای سرد می دهد.

در سیستم های خنک کننده تر , برج با کشش مکانیکی از نوع برج با فن دمنده , فن در قسمت ورودی هوا به درون برج و در بخش تحتانی قرار دارد و هوا را به درون برج می دمد که بر این اساس سرعت جریان هوا در پایین بیشتر است. در این سیستم آب گرم ورودی به برج توسط سیستم توزیع کننده بر روی پرکن پاشیده می شود تا سطح تماس آب و هوا زیاد شودو با تبادل بهتر حرارت , حرارت از قسمت بالای برج خارج شود.

در برج های با فن مکنده بر خلاف دمنده یک یا چند فن در قسمت بالی برج است که هوا به داخل می مکد که براساس جریان آب و هوا و آرایش پر‌کن ها به دو نوع جریان متقابل و متقاطع تقسیم می شوند. در جریان متقابل جهت جریان ورودی برخلاف ریزش قطرات آب می باشد. فن ها هوای خنک محیط اطراف را از پایین به بالا کشیده می شود و آب گرم حین ریزش به پایین برروی سطح پر‌کن ها توسط این هوا خنک می شود.

در جریان متقاطع جهت هوای ورودی بر جهت ریزش قطرات عمود می باشد. اگر سطوح ورودی در یک طرف باشد برج یکطرفه و اگر در دو طرف باشند برج دو طرفه نامیده می شوند.

در این برج ها باید جهت باد غالب را یافت و لوور ها در جهت عمود بر باد قرار گرفته و تاثیر بر آب به این ترتیب افزایش می یابد.

متغیرهای سیستم خنک کننده: فشار مکش پمپ, دما, فشار و دبی آب خنک ارسالی به واحد ها و ... می باشد که توسط اپراتور طبقه بندی می شود.هدف از این کار جلوگیر از آسیب های احتمالی به قسمت های مختلف این سیستم می باشد.

[mim-shimi 25686]

پاسخ گروه پنجم :dac_ali و بابک گلکار

 

در هر سیستم ترمودینامیکی طبق قانون دوم ترمودینامیک ناچارا مقداری از گرما باید به محیط تحویل داده شود، در برج های خنک کن سیال واسطه ای که عموما آب میباشد گرما را از سیال اصلی سیستم در مبدلی به نام کندانسور )در بعضی سیستم ها مانند کندانسورهای تماس مستقیم سیال واسطه همان سیال اصلی میباشد(

 

گرفته و با انتقال آن به شبکه فین بندی )برجهای تماس غیر مستقیم با هوا( یا پکینگ بندی )برجهای تماس مستقیم با هوا( شده خود، انرژی آن را به محیط تحویل میدهد.

 

لازم به ذکر است که فاز سیال در حال گردش در مدار برج خنک کن همواره مایع بوده و اختلاف دمای سیال ورودی و خروجی به آن عموما از

01 درجه سانتیگراد تجاوز نمیکند.

در شکل زیر شماتیک مدار سیال یک برج خنک کن تماس مستقیم با هوا نشان داده شده است.

[mim-shimi 25686]

پاسخ گروه چهارم: unstoppableو zibeder

 

برج خنک کننده یا) برج خنک کن (به انگلیسی : (Cooling tower)‏دستگاهی است که برای خنک سازی آبی که در فرآیندهای سردسازی سیستمهای تهویه مطبوع ، نیروگاهها، پالایشگاهها و دیگر واحدهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد، به کار می‌رود .

اساس کار تمام برج خنک کن ‌ها بر مبنای ایجاد سطح تماس بیشتر بین جریان آب گرم و هوای سرد و در نتیجه تبادل حرارتی بین این دو می‌باشد.عموما در برج خنک کن‌ها آب گرم توسط لوله‌هایی به بالای برج منتقل شده و در آنجا یا بصورت طبیعی و یا با آبفشانهایی به سمت پایین برج به جریان می‌افتد که در طول این مسیر با توجه به نوع برج به شیوه‌های مختلف با جریان هوای سرد برخورد می‌کند .

اجزا مهم برج خنک کن‌ها عبارتند از: فن-پکینگ-باسین-قطره گیر

 

[mim-shimi 25686]

گروه هفتم: فرنوش خادمی وAshkan_ad72

 

برج خنک کننده : COOLING TOWER

برج خنک کننده دستگاهی است که با ایجاد سطح وسیع تماس آب با هوا تبخیر را آسان می کند و باعث خنک شدن سریع آب می گردد.عمل خنک شدن در اثر از دست دادن گرمای نهان تبخیر انجام می گیرد، در حالی که مقدار کمی آب تبخیر می شود و باعث خنک شدن آب می گردد. . آب مقدار اندکی از گرمای خود را از طریق تشعشع (Radiation) ودر حدود 4/1آن را از راه هدایت (Conduction) و جابجائی (Convection) و بقیه را از راه تبخیر از دست می‌دهد.

اختلاف فشار بخار آب بین سطح آب و هوا باعث تبخیر می شود.این اختلاف بستگی به دمای آب و میزان اشباع هوا از آب دارد.

بیشتر دستگاههای خنک کن از یک مدار بسته تشکیل شده اند که آب در این دستگاهها نقش جذب ، دفع و انتقال گرما را به عهده دارد، یعنی گرمای بوجود آمده توسط ماشین جذب و از دستگاه دور می سازد. این کار باعث ادامه کار یکنواخت و پایداری دستگاه می شود.

در دستگاههایی که به دلایلی مجبوریم آب را بگردش در آوریم و یا به کار ببریم باید بنحوی گرمای آب را دفع کرد. با بکار بردن برجهای خنک کننده این کار انجام می گیرد.

اساس کار

اساس کار تمام برج خنک کن‌ها بر مبنای ایجاد سطح تماس بیشتر بین جریان آب گرم و هوای سرد و در نتیجه تبادل حرارتی بین این دو می‌باشد.عموما در برج خنک کن‌ها آب گرم توسط لوله‌هایی به بالای برج منتقل شده و در آنجا یا بصورت طبیعی و یا با آبفشانهایی به سمت پایین برج به جریان می‌افتد که در طول این مسیر با توجه به نوع برج به شیوه‌های مختلف با جریان هوای سرد برخورد می‌کند .

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

برج خنک کن با جریان هوای متقاطع

دراین حالت هوایی که از محیط بیرون وارد برج می‌شود بصورت متقاطع با جریان آب برخورد می‌کند .( مطابق شکل )

 

برج خنک کننده : COOLING TOWER

برج خنک کننده دستگاهی است که با ایجاد سطح وسیع تماس آب با هوا تبخیر را آسان می کند و باعث خنک شدن سریع آب می گردد.عمل خنک شدن در اثر از دست دادن گرمای نهان تبخیر انجام می گیرد، در حالی که مقدار کمی آب تبخیر می شود و باعث خنک شدن آب می گردد. . آب مقدار اندکی از گرمای خود را از طریق تشعشع (Radiation) ودر حدود 4/1آن را از راه هدایت (Conduction) و جابجائی (Convection) و بقیه را از راه تبخیر از دست می‌دهد.

اختلاف فشار بخار آب بین سطح آب و هوا باعث تبخیر می شود.این اختلاف بستگی به دمای آب و میزان اشباع هوا از آب دارد.

بیشتر دستگاههای خنک کن از یک مدار بسته تشکیل شده اند که آب در این دستگاهها نقش جذب ، دفع و انتقال گرما را به عهده دارد، یعنی گرمای بوجود آمده توسط ماشین جذب و از دستگاه دور می سازد. این کار باعث ادامه کار یکنواخت و پایداری دستگاه می شود.

در دستگاههایی که به دلایلی مجبوریم آب را بگردش در آوریم و یا به کار ببریم باید بنحوی گرمای آب را دفع کرد. با بکار بردن برجهای خنک کننده این کار انجام می گیرد.

اساس کار

اساس کار تمام برج خنک کن‌ها بر مبنای ایجاد سطح تماس بیشتر بین جریان آب گرم و هوای سرد و در نتیجه تبادل حرارتی بین این دو می‌باشد.عموما در برج خنک کن‌ها آب گرم توسط لوله‌هایی به بالای برج منتقل شده و در آنجا یا بصورت طبیعی و یا با آبفشانهایی به سمت پایین برج به جریان می‌افتد که در طول این مسیر با توجه به نوع برج به شیوه‌های مختلف با جریان هوای سرد برخورد می‌کند .

برج خنک کن با جریان هوای متقاطع

دراین حالت هوایی که از محیط بیرون وارد برج می‌شود بصورت متقاطع با جریان آب برخورد می‌کند .( مطابق شکل )

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

مشکلات برج خنک کن‌ها

عمده‌ترین مشکلات بوجود آمده برای یک برج خنک کن عبارتند : خوردگی قطعات داخلی برج، رشد جلبک‌ها و باکتریهای بیولوژیکی و همچنین تشکیل رسوب در قسمتهای مختلف برج .

[M!Zare 48037]

پاسخ گروه نهم: F SH.67و mohamad_tanhaو ara engineer

 

^{برج خنک کننده دستگاهی است با ایجاد سطح وسیع تماس آب با هوا تبخیررا آسان می کند و باعث خنک شدن سریع آب می گردد.عمل خنک شدن در اثر از دست دادن گرمای نهان تبخیر انجام می گیرد،آب مقداری از گرمای خود را به طریق تشعشع ،هدایتی وجابجایی و بقیه از راه تبخیر از دست می‌دهد. اب معمول ترین سردکننده هاست.}

^{انواع برجهای خنک کننده (cooling tower) :1.برجهای خنک کننده مرطوب، آب نقش اصلی و اساسی را داشته و هدف نیز همان خنک کردن آب است.2.از یرجهای خنک کننده خشک بیشتر در مکانهای که آب کافی برای خنک کردن برج وجود ندارد استفاده می شود. 3.يک برج خنک کننده خشک- مرطوب بوسيله ترکيبي از برجهاي خشک و مرطوب عمل مي کند .}

 

^{عوامل مؤثر در طراحی :1. میزان افت درجه حرارت (اختلاف دمای ورودی وخروجی برج)2. اختلاف بین درجه حرارت آب سرد و درجه حرارت مرطوب هوا3. دمای مرطوب محیط .4. شدت جریان آب 5. شدت جریان هوا 6. نوع آکنه ها 7. روش پخش آب}

^{مشكلات عملياتي:خوردگی2.رسوب گذاري مهمترين آنها رسوبات ميكروبيولوژي3.كف كردن.}

^{اجزا مهم برج خنک کن‌ها:1.فن‌ها.نقش مهمی در خنکسازی دارند و از نوع فن محوری یا فن گریز از مرکز می‌باشند2پکینگ ها.3.حوظچه4.قطره گیرها:تیغه‌های قطره گیر برای جلوگیری از پخش ذرات آب و ممانعت از خروج آنها به محیط بیرون از برج خنک کن..}

[M!Zare 48037]

پاسخ گروه هشتم: amirof و just mechanic

 

برج خنک کننده یا برج خنک دستگاهی است که برای خنک سازی آبی که در فرآیندهای سردسازی سیستمهای تهویه مطبوع، نیروگاهها، پالایشگاهها و دیگر واحدهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد، به کار می‌رود .

اجزا مهم برج خنک کن‌ها عبارتند از:۱-فن۲-پکینگ ها ۳-حوضچه یا باسین۴-قطره گیرها

 

 

 

 

اساس کار تمام برج خنک کن‌ها بر مبنای ایجاد سطح تماس بیشتر بین جریان آب گرم و هوای سرد و در نتیجه تبادل حرارتی بین این دو می‌باشد.عموما در برج خنک کن‌ها آب گرم توسط لوله‌هایی به بالای برج منتقل شده و در آنجا یا بصورت طبیعی و یا با آبفشانهایی به سمت پایین برج به جریان می‌افتد که در طول این مسیر با توجه به نوع برج به شیوه‌های مختلف با جریان هوای سرد برخورد می‌کند .

محل نصب برج خنک کن باید بگونه‌ای باشد که مانعی در اطراف آن برای ورود جریان هوای تازه به داخل برج وجود نداشته باشد همچنین در صورت استفاده از چندین برج در کنار هم باید تدبیری اندیشه شود که هوای گرم خروجی از برجها مستقیما وارد همدیگر نشده تا باعث کاهش راندمان و عدم کارایی برج شوند.

در دهه هاي اخير، خنك كننده هاي تبخيري نقش قابل توجهي را در فراهم كردن شرايط آسايش در اماكن مسكوني، تجاري و صنعتي ايفا نموده اند . اين تجهيزات، امكان تهويه طبوع با صرف هزينه پايين را فراهم نموده و به كمك آنها شرايط آسايش در بسياري از مناطق گرم حاصل مي شود.

[M!Zare 48037]

درود و تشکر از تمامی دوستان شرکت کننده در مسابقه....

نتایج بررسی سوالات بدین صورت است:

اول: گروه 4

دوم: گروه 5

سوم: گروه 8

چهارم: گروه 9

پنجم: گروه 1

ششم: گروه7

 

با توجه به معيارهاي مسابقه كه بايد مطلب گويا، روشن، مختصر و مفيد باشه، نتایج بدین صورت مشخص شد:

 

گروه1:

مفصل، جزئيات زياد، كامل، تعداد كلمات به كار رفته زياد.

 

گروه 5:

مختصر، جزئيات كم، مفيد، تعداد كلمات به كار رفته مناسب

 

گروه 4:

مختصر، جزئيات كم، مفيد، تعداد كلمات به كار رفته مناسب

 

گروه 7:

مفصل، جزئيات زياد، تعداد كلمات به كار رفته خيلي زياد.

 

گروه 8:

مختصر، جزئيات كم، مفيد، تعداد كلمات به كار رفته مناسب

 

گروه 9:

مختصر، جزئيات كم، مفيد، تعداد كلمات به كار رفته مناسب

[mim-shimi 25686]

سری دوم مسابقه:

 

پاسخ گروه اول:ms_petro83 و بابک گلکار

 

هر مبدل حرارتی محلی برای تبادل پیوسته انرژی دو سیال با سطح انرژی متفاوت نسبت بهم میباشد که بنا به مساحت تبادل حرارت و خواص و دبی و جهت حرکت دو جریان، مقداری از انرژی سیال گرمتر به سیال سردتر انتقال میابد.

مبدلهای حرارتی به دو دسته کلی تماس مستقیم (دو سیال در تماس مستقیم و تبادل جرم هستند) و غیر مستقیم (دو سیال توسط سطح تبادل حرارتی بینشان از هم جدا شده اند) تقسیم میگردند.

از مبدلهای حرارتی تماس غیر مستقیم عموما در سیکل های بسته که اختلاط دو سیال جایز نیست مانند مبدلهای کاهش دمای روغن یاتاقان ماشینهای دوار، هیترهای سوخت و یا هیترهای افزایش دمای آب تغذیه نیروگاهی استفاده میگردد.

از مبدلهای حرارتی تماس مستقیم که نرخ انتقال انرژی آنها نسبت به مبدلهای حرارتی تماس غیر مستقیم بیشتر است عموما در سیکل هایی که اختلاط دو سیال تاثیری بر فرآیند نداشته و حتی مثبت میباشد مانند پیشگرم کنهای دوار هوای ورودی به بویلرهای نیروگاهی یا هوازداهای آب تغذیه یا برجهای تقطیر (مبدلهای صفحه ای) استفاده میگردد.

[mim-shimi 25686]

پاسخ گروه دوم: ara engineer و Ashkan_ad72

 

فرایند تبادل گرما بین دو سیال با دماهای متفاوت که توسط دیواره جامدی از هم جدا شده اند در بسیاری از کاربرد های مهندسی روی می دهد . وسیله ای را که برای این تبادل به کار می رود مبدل گرمایی می گویند ، و موارد کاربرد آن را در سیستم های گرمایش ساختمان ها ، تهویه مطبوع ، تولید قدرت ، بازیابی گرمای هدر رفته ، و فرآوری شیمیایی می توان یافت . ما درفرآیندهای شیمیایی و فیزیکی نیاز به گرم کردن و یا سرد کردن سیالاتی داریم که مورد استفاده قرار می گیرند. برای تبادل گرمای دو سیال بدون آنکه با هم آمیخته شوند ، نیاز به سطح انتقال حرارت داریم. امروزه در سراسر دنیا کارخانه های فراوانی یافت می شوند که در زمینه ساخت مبدلهای حرارتی فعالیت می کنند . آنها بر اساس نیاز مشتری خود و بر اساس استانداردهای تعیین شده به طراحی و ساخت مبدلهای حرارتی در سایزها و گونه های مختلف مبادرت می ورزند. در زیر به طور خلاصه به بررسی مبدلها و روابط کلی انتقال حرارت در آنها می پردازیم.

 

انواع مبدل های گرمایی بر حسب عملکرد

 

مبدل های گرمایی معمولاَ بر حسب آرایش جریان و نوع ساخت رده بندی می شوند . ساده ترین مبدل گرمایی مبدلی است که در آن سیالات گـرم و سـرد در جهت های یکسان یا مخالف در یک ساختـار لوله ای هم مرکز (tubular) حرکت می کند .

مواد متداول در طراحی مبدل های حرارتی :

1-چدن 2- فولاد کربن دار 3- آلیاژهای فولاد

4- فولاد ضد زنگ 5- آلومینیم و آلیاژهای آن 6- مس و آلیاژهای آن که بر حسب نیاز استفاده میشوند

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[mim-shimi 25686]

پاسخ گروه سوم: JU JU و just mechanic

 

تجهیزات مورد استفاده در انتقال حرارت با توجه به عملی که در فرایند انجام می دهند تعریف می گردند.مبدلهای حرارتی حرارت را بین دو جریان از فرایند بازیابی می کنند.بخار آب و آب سرد به عنوان سرویسهای جنبی مورد استفاده قرار می گیرند ولی آنها را نظیر جریانهای قابل بازیابی در فرایند مورد بررسی قرار نمی دهند

گرمکن برای گرم کردن سیالات در فرایند به کار برده می شود و غالبا از بخار آب به عنوان سیال گرم کننده استفاده به عمل می اید.با این حال در پالایشگاههای نفت از روغن داغ جاری در سیکل حرارتی جهت گرمایش استفاده می کنند و برای سرد کردن سیالات از سرد کن استفاده می شود و آب سرد به عنوان ماده واسط سرما یش عمل عمل می کند چگالنده نیز نوعی سرد کن است ولی هدف از به کار گیری آن گرفتن حرارت محسوس سیا ل می باشد منظور از به کار بردن ریبویلر تامین حرارت لازم در فرایند تقطیر به عنوان حرارت نهان است.تغلیظ کننده تبخیری وسیله ایست که برای غلیظ کردن محلول ها با تبخیر آب آنها مورد استفاده قرار می گیرد و اگر سیال دیگری نیز همراه با آب تبخیر شود اصطلاح تبخیر کننده به کار برده می شودبرای سرد یا گرم کردن یک سیال به وسیله سیالی دیگر بدون استفاده مستقیم از دستگاه های مولد سرما یا گرما و همینطور بازیابی گرما و یا سرما از سیالاتی که قبلا" به طریقی به آنها داده شده است از مبدل های حرارتی استفاده می شود .

اجزاء مختلف مبدل ها :

مبدل های حرارتی موجود در صنایع و کارخانجات به خصوص صنعت پتروشیمی ، معمولا" از نوع پوسته و لوله (Shell & Tube) می باشند .از مزایای این مبدل ها می توان به سطح تماس زیاد در حجم کم ،طرح مکانیکی خوب و توزیع یکنواخت فشار و راحتی تمیز کردن آنها اشاره کرد. می توان گفت که ساختمان مبدل ها شامل تعدادی لوله است که در داخل یک استوانه قرار می گیرند، و دو سیال مورد نظر که یکی سرد و دیگری گرم است، بدون اینکه بطور مستقیم با یکدیگر برخورد کنند از طریق دیواره فلزی لوله ها با یکدیگر تبادل حرارت خواهند کرد . به عبارت دیگر یکی از این دو سیال در لوله ها و دیگری در اطراف لوله ها ، درون پوسته جریان خواهد داشت .

 

 

با توجه به توضیح داده شده ، اجزاء یک مبدل حرارتی عبارتند از :

 

 

• لوله ارتباطی (Connnections):
  
• صفحه لوله (Tube Sheet) :
  
• واشر (Gaskets) :
  
• سر پوسته (Shell Head) :
  
• پایه نگهدارنده (mounting):
  
• تیغه (Baffle) :
  
• پوسته (Shell) :
  
• لوله ها (Tube Bundle) :
  

[mim-shimi 25686]

پاسخ گروه هشتم: فرنوش خادمی و zibeder

 

فرآیند تبادل گرما بین دو سیال با دماهای متفاوت که توسط دیواره جامدی از هم جدا شده اند در بسیاری از کاربرد های مهندسی روی می دهد . وسیله ای را که برای این تبادل به کار می رود مبدل گرمایی می گویند .مبدل حرارتی دستگاهی است که برایانتقال حرارت موثر بین دو سیال (گاز یا مایع) به دیگری استفاده می‌گردد. و درفرآیندهای شیمیایی و فیزیکی به کمک آنها مي توان در اثر تماس غير مستقيم دو سيال، سيالي را گرم يا سرد نمود و یا برای تبادل گرمای دو سیال بدون آنکه با هم آمیخته شوند ، نیاز به سطح انتقال حرارت داریم که مبدل این سطح انتقال حرارت را نیز برای ما فراهم میکند.

جریان در مبدل میتواند جریان متناوب و یا پیوسته باشد. و فرآیند تبادل انرژی بین دو سیال به صورت مستقیم و یا غیر مستقیم (حرارت ابتدا به يک سطح جامد نفوذ ناپذير منتقل مي شود و سپس از آن به سيال سرد انتقال مي يابد.) صورت میگیرد.

و آرایش جریان به صورت همسو ، ناهمسو و یا جریان متقاطع است.

 

از رایج‌ترین مبدل‌های حرارتی رادیاتور خودرو و رادیاتور شوفاژ است؛ مبدل‌های حرارتی را در صنایع مختلف از جمله

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

،

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

،

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

، سیستم های گرمایش ساختمان ها ، تولید قدرت ، بازیابی گرمای هدر رفته ، و فرآوری شیمیایی می توان یافت .

 

انواع مبدل ها

 

اجزای مبدل

 

 

 

 

• 
  

  
  
  

[mim-shimi 25686]

پاسخ گروه نهم: unstoppable و dac_ali

 

مبدل هاي حرارتي تجهيزاتي صنعتي مي باشند كه به کمک آنها مي توان در اثر تماس غير مستقيم دو سيال، سيال ديگر را گرم يا سرد كرد .

از طرفي ديگر،کاربرد اصول انتقال حرارت در طراحي تجهيزات براي مقاصد خاص ، از اهميت بسيار زيادي و هدف از به کارگيري اصول انتقال حرارت در طراحي، تلاش براي رسيدن به هدف توسعه توليد براي سوددهي اقتصادي مي باشد. در حقيقت دانستن نوع مبدل براساس سيال هايي که از آن عبور مي کنند نقش مهمي در طراحي و محاسبات فني ومالي مبدل هاي حرارتي به دنبال خواهد داشت.

مبدل هاي حرارتي اصولا براساس موارد ذيل دسته بندي مي باشند:

1- بر مبناي پيوستگي يا تناوب جريان

2- بر مبناي پديده انتقال : مستقیم (دوسیال در تماس باهم) / غیر مستیقیم

3- بر مبناي ساختمان مبدل : لوله ای/صفحه ای/پره ای /بازیاب حرارتی

4- بر مبناي نوع جريان : جریان همسو/ناهمسو/متقاطع

 

اجزای مبدل:

تعداد گذر در یک مبدل:

تعداد گذر در یک مبدل به این معنا است که سیالات، چند بار طول مبدل را طی می کنند.اگر افزلیش مسیر برای لوله باشد آن را گذر لوله و اگر برای پوسته باشد آن را گذر پوسته می گویند.

TIEROD : یک میله توپر است که در بین لوله ها قرار گرفته استو وظیفه آن جلوگیری از ارتعاش لوله هاست.

SPACER :استوانه ای محکم با قطر بیشتر است به گونه ای که TIEROD درون آن قرار گرفته و وظیفه آن حفظ دو بلف مجاور یکدیگر است.

EXPANSION JOINT:به علت نوسانات شدید و ناگهانی دسته لوله ها و دیگر تجهیزات درون مبدل،دچار تغییر طول می شوند.اگر این تغییر طول در طراحی مبدل لحاظ نشده باشد، ممکن است حتی باعث شکستگی لوله ها یا خرابی مبدل شود. این قطعه نیروی ناشی از تغییر طول را دفع می کند.این قطعه معمولاٌ به صورت مربع یا دایره ساخته می شود.

 

[mim-shimi 25686]

پاسخ گروه دهم: ardeshir2012 و F SH.67

 

مبدل‌های حرارتی دستگاه‌هایی می‌باشند که برای تبادل حرارت بین دو سیال مختلف که دارای اختلاف دمایی می‌باشند، استفاده می‌شوند در حالتی که از ادغام دو سیال جلوگیری‌ می‌شود. هدف از کاربرد مبدل‌های حرارتی کنترل دمای سیستم یا اجزاء و مواد مورد استفاده، افزودن یا خارج نمودن انرژی گرمایی می‌باشد.

 

مبدل‌های حرارتی در اندازه های مختلفی می‌باشند و همچنین جزء رسانای حرارتی می‌تواند یک لوله یا یک صفحه باشد که این اجزا در واقع جداکننده دو سیالی می باشند که در حال انتقال حرارت می باشند.

قسمت‌های اصلی مورد استفاده در ساختار مبدل‌های حرارتی:

قسمت میانی بدنه مبدل که shell یا پوسته نامیده می‌شود که انتقال حرارت بین سیال جاری در لوله سیال داخلی این پوسته صورت می‌گیرد

مجموعه تیوب‌ها و اتصالات داخلی مبدل که در داخل شل قرار دارد و شامل تیوب‌ها ،‌بفل‌های عرضی و طولی،‌تیوب شیت ها و صفحه برخورد می‌باشد.

تیوب محل گذر یکی از سیال‌ها و شل محل گذر سیال دیگر است. تیوب درون پوسته است و جداره آنها محل انتقال حرارت است.

 

 

دسته بندی مبدل ها براساس یکی از موراد زیر انجام می شود

شرایط تماس ;

به دو دسته تماس مستقیم و غیر‌مستقیم تقسیم می‌شود.

در تماس غیر مستقیم دو سیال توسط سطح نفوذ ناپذیری مانند جداره لوله از هم جدا می‌شوند اما در تماس مستقیم دو سیال امتزاج ناپذیر مانند یک گاز و مایع نامحلول در یکدیگر، از میان هم عبور داده می‌شوند.

 

جهت جریان ;‌

دو سیال در لوله و پوسته هم جهت باشند که co-current نامیده می‌شود، اگر در خلاف جهت هم باشند counter current نامیده می‌شوند و اگر عمود بر هم باشند cross current نامیده می‌شوند.

از نظر ساختمان;

double pipe که به صورت دو لوله عبور داده از داخل هم می‌باشند

shell and tube‌ که دارای دو هد بود و دارای پوسته و لوله می‌باشند

air cooler که سیال فرایندی با جریان هوا خنک می‌شود

spiral که ساختاری حلزونی دارد که دو صفحه فلزی بصورت مارپیچ دور هم قرار دارند

[mim-shimi 25686]

ممنون از همه بچه هایی که شرکت کردن در مسابقه سری دوم

نتایج بررسی سوالات:

 

اول: گروه 8

دوم: گروه 9

سوم: گروه 10

چهارم: گروه 3

پنجم: گروه 2

ششم: گروه1

 

با توجه به معیارهای مسابقه:

گروه های 8 و 9 خیلی خوب مفهوم رو رسوندن و توضیح داده بودن

گروه 10 هم پاسخشون جامعیت خوبی داشت

 

مجددا ممنون از همه:hapydancsmil:

[mim-shimi 25686]

ممنون از گروه هایی که در مسابقه سری سوم با وجود دوران امتحانات، شرکت کردن

و اما پاسخ ها:

 

پاسخ گروه هشتم: فرنوش خادمی و zibeder

 

طراحی پالایشگاه در ابتدا به صورت یک ایده توسط سرمایه گذار و یا مهندس مشاور که هیچ پیش زمینه ای برای آن وجود ندارد،ایجاد میشود.

1) امکان سنجی

در این مرحله کمتر به مباحث فنی طراحی رسیده میشود و بیشتر درباره امکان ایجاد و ساخت و طراحی و سرمایه گذاری پالایشگاه میپردازد که

عمده مباحث ان دور مسائل مالی و اقتصادی

میچرخد.

در ابتدای طراحی پالایشگاه

بعد از مطالعه امکان سنجی که شامل مطالعات فنی، اقتصادی و مالی هست ،بخشی هم روی مطالعه عملیات مکان یابی و غیره صرف میشود

2) مرحله طراحی مفهومی

conceptual Design

بعد از مباحث امکان سنجی نوبت به

طراحی مفهومی یا Conceptual Design

میرسد

شما هر چیزی که برای ساخت یک پالایشگاه در ذهن دارید را به صورت دستی و یا با استفاده از نرم افزارهای نقاشی و یا رسم نمودارروی کاغذ می آورید

3) مرحله طراحی فرآیند

Process Flow Design

( PFD)

در مرحله بعد از طراحی مفهومی نوبت به طراحی فرآیند میرسد که

استانداردهای خاص خود را دارد

.

معمولا نتیجه این طراحی در قالب نمودار فرایند یا PFD ارائه میشود. که این نمودار به کمک طرح مفهومی اولیه یا Conceptual Design تهیه میشود.

در این مرحله از نرم افزارهای مختلفی میتوان استفاده کرد

سه شرکت معروف دنیا از بین تمامی شرکتهای دنیا معروفتر و معتبر تر هستند که عبارتند از

- Bentley - Autodesk و- Aveva

4) مرحله طراحی لوله کشی و ابزار دقیق (

P&ID) Piping and Instrumentation Design

در مرحله بعد از طراحی فرایند یا PFD اگر بخواهند بر آورد دقیق تری از هزینه ها و مطالعات مالی و اقتصادی انجام بدهند وارد این مرحله از طراحی میشوند.

5) مرحله شبیه سازی فرایند:

در این مرحله یک فرایند شیمیائی با نرم افزارهای مختلفی شبیه سازی میشود که به موازات طراحی

PFD

و

P&ID

انجام میگیرد.

 

نرم افزارهای مورد استفاده در این مرحله زیادند ولی مهمترین و معروفترین انها به شرح زیر هستند:

- Aspen Hysys و Aspen Plus

 

برای کار با این نرم افزارها باید اطلاعاتی درباره مواد اولیه ورودی و محصولات تولیدی داشته باشیم

که بعد از نمونه برداری و انالیز خوراک مشخصات انالیز را در نرم افزار وارد میکنید و با اعلام پارامترهای مختلف و ظرفیت و غیره .

 

در نهایت نرم افزار اگر ایرادی در فرایند شما باشد اعلام میکند و اگر ایرادی نداشته باشد فرایند را قابل اجرا اعلام میکند

 

که در این مرحله شما با خروجی گرفته شده از این بخش میتوانید در طراحی نقشه های

PFD

و

P&ID

سریعتر و با دقت بالاتری کار را انجام بدهید.

[mim-shimi 25686]

پاسخ گروه دهم: ardeshir2012 و F SH.67

 

 

1. واحدهای پالایشگاه نفت:
   

 

در پالایش نفت خام محصولاتی از قبیل LPG و بنزین، نفت سفید، گازوئیل،سوخت جت و قیر تولید می‌شود.

واحد‌های موجود در پالایشگاه شامل واحد اتمسفریک، واحد تقطیر خلاء، واحد LPG ،واحد روغن سازی، تولید هیدروژن، تهیه آسفالت، واحدهای یوتیلیتی از قبیل تولید برق، تولید بخار، تولید هوای فشرده، واحد کراکینگ حرارتی و واحد کراکینگ کاتالیزوری و ... می باشند.

 

 

1. در طراحی پالایشگاه سه نکته اساسی وجو دارد که باید به آن توجه نمود:
   

 

 

 

1. نکته اول مربوط به خوراک می باشد
   

 

 

 

• بخش اول در مورد خوراک مربوط به آنالیز و ترکیبات موجود در خوراک می‌باشد.
  
• بخش دوم در مورد نکته اول مربوط به آینده ترکیب می‌باشد.
  

 

با در نظر‌گیری نوع خوراک (اعم از گاز یا نفت) با توجه به ترکیبات موجود در محصول خام اولیه و آینده ترکیب باید راجع به عملیات بر روی خوراک تصمیم گیری شود.

وجود برخی ترکیبات در خوراک مشکل ساز خواهد بود و برخی از ترکیبات خوراک با ارزش بوده و نیاز به استخراج آن می‌باشد.

به عنوان مثال اگر خوراک گاز می‌باشد در صورت وجود CO2‌در خوراک نیاز به واحد شیرین سازی جهت حذف CO2‌داریم. یا حضور SH2 منجر به افزایش خوردگی می‌شود که باید سایش واحد‌ها را در نظر گرفت. وجود متان در خوراک میزان Sale Gas را بیان کرده و جهت استخراج این گاز نیاز به واحدی برای استخراج متان داریم .

بخش دوم مربوط به شناخت محصول است. با توجه به خوراک پتانسیل استخراج چه نوع محصولاتی وجود دارد. باید با توجه به حالت محصول(جامد یا گاز) ، فراریت، درجه اشتعال در مورد طراحی واحد و ذخیره سازی و تانک‌های ذخیره تصمیم گیری کرد.

در طراحی باید بازار جهانی و صادرات را در نظر گرفت.

 

 

1. نکته دوم مربوط می‌شود به تعداد train
   

 

ظرفیت تولید محصول در یک سال در تعداد train تاثیر گذار است.

بزرگ بودن ٰtrain‌ و کم بودن تعداد آن به معنای حمل و نقل دشوارتر و وجود برخی مشکلات در امنیت محصول می‌باشد. بزرگ بودن train هزینه Shut down را بالا می‌برد.

کوچک بودن و زیاد بودن ٰ train هزینه اولیه را بالا خواهد برد.

در واقع میزان خوراک و حجم محصول در تعداد Train ‌نقش اساسی دارد.

 

 

1. نکته سوم مربوط به انتخاب site location است
   

 

 

 

 

• نزدیک بودن به مناطق مسکونی (near population area).
  
• دسترسی به آب جهت خنک سازی (Coling water available)‌که این مساله تعیین کننده خنک سازی با آب یا خنک سازی با هوا است.
  
• شرایط مناطق از جهت میزان اختلاف دمایی منطقه
  
• جهت غالب وزش باد که در بحث انفجار و محل قرارگیری Heater و جلوگیری از انفجار مهم است.
  

 

[mim-shimi 25686]

با توجه به بررسی های صورت گرفته توسط داوران بسیار محترم،نتایج مسابقه سری سوم به صورت زیر می باشد:

اول: گروه 8

دوم: گروه 10

 

 

ممنون از دوگروه شرکت کننده

ایشالا تو سری بعدی مسابقات که یه روند جدید رو پیش میگیریم، شاهد فعالیت بیشترتون باشیم

[M!Zare 48037]

پاسخ سوالات سری چهارم:

 

پاسخ unstoppable

 

واحد الکیلاسیون است که گاز مایع را به بنزین با اکتان بالا تبدیل می‌کند ، ضمن آن که مرغوب‌ترین نوع بنزین در این واحد و با اکتان بالای ٩٥ تولید می‌شود.

[M!Zare 48037]

پاسخ فرنوش خادمی

 

بنزین سازی پالایشگاه آبادان

 

با راه اندازی مرحله اول فاز سه طرح بنزین سازی پالایشگاه آباداندر مرداد سال 90 که شامل واحد کت کراکر و واحدهای جانبی بود روزانه 4 میلیون لیتر بنزین فوق سوپر با عدد اکتان 94 به بالا در این پالایشگاه تولید می شد که با راه اندازی مرحله دوم تولید بنزین این پالایشگاه به روزانه 6 میلیون لیتر افزایش می یابد .

مرحله دوم فاز سه بنزین سازی پالایشگاه شامل سه واحد اسیدسازی ، ایزومریزاسیون و الکیلاسیون است که خروجی واحد الکیلاسیون روزانه 2 میلیون لیتر بنزین با کیفیت خواهد بود .با بهره برداری کامل از فاز سه، مجموع تولید بنزین در پالایشگاه آبادان به حدود 15 میلیون لیتر در روز افزایش خواهد یافت .

این طرح در سه مرحله ساخت واحد تقطیر در خلاء ، واحدهای جانبی و بهینه‌سازی، واحد تقطیر در اتمسفر و ساخت یک واحد کت‌کراکر جدید با هدف بازسازی ، بهسازی و افزایش تولید بنزین و کاهش نفت‌کوره در پالایشگاه اجرا می‌شود.

با ساخت و راه‌اندازی یک واحد کت‌کراکر جدید با ظرفیت روزانه 45 هزار بشکه‌ای ، ظرفیت تولید بنزین در این پالایشگاه به روزانه 6 تا هفت میلیون لیتر افزایش می‌یابد و ظرفیت تولید بنزین پالایشگاه از روزانه 10 میلیون لیتر به 16 میلیون لیتر در روز خواهد رسید.

مجتمع جدید کت کراکر پالایشگاه آبادان از سه بخش اصلی کاتالیست (شامل راکتور و برج احیا) ، بخش تفکیک (شامل برج اصلی/ مبدل‌ها و پمپ‌ها برای تفکیک محصولات) و بخش تفکیک گاز شامل کمپرسور گاز کوب ، برج‌های ABSORBER/ STRIPPER/ برج بوتان زدا و برج پروپان زدا تشکیل شده است. با افتتاح این مرحله، ظرفیت تولید بنزین این پالایشگاه روزانه 2 میلیون لیتر بنزین فوق سوپر با اکتان 94 و 95 به بالا (یورو چهار) به تولیدات قدیمی ترین پالایشگاه کشور افزوده می شود.