عابدین زرگوشی - دانشجوی مقطع دکترا، تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان
فرهاد طالبی - استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان
سیدحسین حسینی - دانشیار، گروه مهندسی شیمی، دانشگاه ایلام

شبیه سازی مبدل حرارتی پیچیده BAHX که شامل چندین جریان ورودی و خروجی با تبادل حرارت همزمان و عمدتا همراه با تغییر فاز است، کمک موثری در پیش بینی رفتار و عملکرد مبدل بخصوص از منظر بهره بردار صنعتی فراهم می نماید. مبدل حرارتی مذکور در صنایع مختلفی همچون مایع سازی هوا(ASU)، فراوری گاز طبیعی (NGP) و مایع سازی گاز طبیعی (LNG) و غیره کاربرد گسترده ای دارد. در تحقیق حاضر ابتدا شبیه سازی عددی جریان همراه با تغییر فاز در یک مبدل سه جریانه BAHX در واحد متان زدایی پالایشگاه گاز ایلام با بهره گیری از دینامیک سیالات محاسباتی، برای هندسه ساده محدود به گذرگاه یا پاساژ دو جریان مجاور، در شرایط پایا انجام شده است. سپس باهدف کاهش زمان محاسباتی، با بدست آوردن پارامترهای یک محیط متخلخل معادل در بخش اول شبیه سازی، از قابلیت های این محیط در شبیه سازی جریان بین صفحات جدا کننده استفاده و هندسه اصلی، شبیه سازی شده است. نتایج خروجی های مهم مدل از قبیل دما، فشار و جزء حجمی بخار خروجی نسبت به شبیه سازی این مبدل در نرم افزار Aspen EDR علاوه بر ارائه دقیق تر روند تغییرات در برخی از این پارامترها از دقت بیشتری در مقایسه با ارقام و شرایط عملیاتی مبدل برخوردار است. در مدل CFD خروجی جریان گرم (A) 15/3 درجه سانتیگراد و دمای خروجی سیال در جریان های B و C بترتیب 06/12 و 5/30 با اختلاف کمتر از یک درجه نسبت به شرایط عملیاتی بوده و به همین ترتیب افت فشار و جزء حجمی بخار نیز انطباق بسیارخوبی با داده های عملیاتی تجهیز داشته است.

شبیه سازی عددی، مبدل حرارتی BAHX ، تغییر فاز ، Aspen EDR