دانلود ترجمه مقاله شبیه سازی مبدل های حرارتی و شبکه های مبدل حرارتی با جنبه اقتصادی (ساینس دایرکت – الزویر 2018) (ترجمه ویژه – طلایی ⭐️⭐️⭐️)

شبیه سازی مبدل های حرارتی و شبکه های مبدل حرارتی با جنبه اقتصادی

Simulation of heat exchangers and heat exchanger networks with an economic aspect

چکیده

1) مقدمه

فهرست علائم و اختصارات

2) مواد اولیه و روش کار

3) مشتق‌گیری ضریب اثربخشی نسبت به پارامترهای اقتصادی

۳-۱ مبدل‌های حرارتی با جریان موازی

۳-۲ مبدل‌های حرارتی با جریان مخالف

۳-۳ مبدل‌های حرارتی با جریان متقاطع

۳-۴ همه مبدل‌های حرارتی

4) مدل شبیه‌سازی اقتصادی

5) مطالعات موردی

۵-۱ محاسبات اقتصادی مبدل‌های حرارتی با جریان موازی، مخالف و متقاطع و همه مبدل‌های حرارتی

۵-۲ شبیه‌سازی اقتصادی شبکه مبدل حرارتی نمونه

6) نتیجه‌گیری

چکیده

در این مطالعه، روابط بین ضرایب اثربخشی (ε) و هزینه (ζ) بدست آمدند و برای نخستین بار، یک مدل شبیه‌سازی اقتصادی جهت شبیه‌سازی مبدل‌های حرارتی (HE) و شبکه‌های مبدل حرارتی (HEN) برای همه جریان‌ها ارائه شد. مقادیر ε مبدل‌های حرارتی با جریان موازی، جریان مخالف، جریان متقاطع و کلیه مبدل‌های حرارتی تحت شرایط Cr=0 برحسب پارامتر ζ، NTU (تعداد واحد انتقال) و حداقل ظرفیت‌های گرمایی (Cmin) بدست آمدند. مقادیر ε حاصل از محاسبات اقتصادی برای مدل شبیه‌سازی اقتصادی مبدل‌های حرارتی استفاده شدند. بردارها، از جمله دماهای خروجی و ورودی جریان‌ها، از شبیه‌سازی استاتیکی بدست آمدند تا در مدل شبیه‌سازی اقتصادی استفاده شوند. سپس، مطالعات موردی برای مبدل حرارتی با جریان مخالف انجام شد و مقادیر ε بطور تصادفی در شبکه مبدل حرارتی نمونه مشخص شدند. در آخر، پارامترهای مصرف (N)، هزینه (P) و صرفه‌جویی (E) همه مبدل‌های حرارتیِ درون شبکه به‌سادگی از طریق دستگاه معادلات خطی بدون هیچ فرآیند پیچیده‌، چرخه، نرم‌افزار یا سخت‌افزار خاصی براساس خواص جریان‌های سرد و گرم با بکارگیری مدل شبیه‌سازی اقتصادی محاسبه شدند.

6-  نتیجه‌گیری
در این مطالعه، روابط بین ضرایب اثربخشی و هزینه بدست آمد، و سپس برای شبیه‌سازی مبدل‌های حرارتی در همه جریان‌ها و پایش کمیت‌های صرفه‌جویی تأسیسات، مدل شبیه‌سازی اقتصادی تعریف شد. مقادیر E برای مبدل‌های با جریان موازی، مخالف و متقاطع و همه مبدل‌های حرارتی در شرایط Cr=0 برحسب پارامترهای ζ، NTU و Cmin بدست آمد. منحنی تغییرات e و ε در مقابل اختلاف دما در اشکال ۲ و ۳ آمده است. از مقدار ε حاصل از محاسبات اقتصادی برای شبیه‌سازی‌های اقتصادی مبدل‌های نمونه استفاده شد. در مبدل‌های با جریان متقاطع، زمانی که دمای خروجی‌شان معلوم بود، یعنی مقدار ε در محاسبات حرارت بدست آمده بود، معادله جواب ممکن داشت. ولی، در غیر این صورت، جواب تنها از تکرار بدست می‌آمد. با توجه به نتایجی که در اشکال ۲ و ۳ آمده، منحنی اختلاف e در مقابل اختلاف دما تقریباً با منحنی اختلاف ε در مقابل اختلاف دما یکی است. افزون بر این، e همواره با افزایش ε در نتیجه کاهش AR موردنیاز روندی صعودی دارد. بنابراین، پس از مشتق‌گیری کلیه روابط جریان‌ها، که برای اولین بار در معادلات (۳۵) و (۳۶) آمد، مدل شبیه‌سازی اقتصادی برای مبدل‌های متعارف ارائه شد. این مدل برای سه نوع جریان استفاده شد و خلاصه نتایج در جدول ۴ آمد.

Abstract

Relations between effectiveness (ε) and expense coefficients (ζ) were derived, and an economic simulation model was developed to simulate heat exchangers (HE) and HE networks (HEN) in all flow types for the first time. ε values of parallel flow, counter flow, cross flow and all HEs under the condition of Cr = 0 were derived in terms of ζ, NTU (Number of Transfer Unit) and minimum heat capacities (Cmin). ε values obtained from economic calculations were used for developing economic simulation model of HEs. Vectors including outlet temperatures and inlet temperatures of flows were obtained from static simulation to utilize in economic simulation model. Then, case studies were performed with counter flow HE and ε values randomly determined in a sample HEN. Use (N), expense (P) and savings (E) of all HEs in a HEN were calculated easily by the way of linear equation systems without any complex processes, iterations, software and special hardware, in terms of both cold and hot flows properties by using economic simulation model.

6- Conclusion

Relations between effectiveness and expense coefficients were derived, and then an economic simulation model was prepared to simulate the HEs in all flow types and monitor the savings in a facility. Ε value of parallel flow, counter flow, cross flow and all heat exchangers in the condition of Cr=0 were derived in terms of f, NTU and Cmin. Variation of e and e versus temperature difference were given in way of curves in Figs. 2 and 3. e obtained from economic calculations were used in economic simulations of sample HEs. In cross flow heat exchangers, when the outlet temperature of the HE is known, namely the e is calculated respect to the thermal calculations, solution is possible, otherwise solution is possible only with iterations. Considering the results in Figs. 2 and 3, difference of e versus temperature difference was almost identical with difference of e versus temperature. In addition, e is always in an increase with increase of e because of the decrease in required AR. Thus, a common heat exchanger economic simulation model was developed after the derivation of all relations of all flow types as given in Eq. (35) and Eq. (36) for the first time. For the three flow types, economic simulation model was run, and results were summarized in Table 4.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

شبیه سازی مبدل های حرارتی و شبکه های مبدل حرارتی با جنبه اقتصادی

Simulation of heat exchangers and heat exchanger networks with an economic aspect