فهرست مطالب
عنوان |
صفحه |
فصل اول- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………1
1-1 پیشگفتار……………………………………………………………………………………………………………………………………..2
1-2 دسیکنت……………………………………………………………………………………………………………………………………..3
1-2-1 دسیکنت جامد…………………………………………………………………………………………………………3
1-2-2 دسیکنت مایع…………………………………………………………………………………………………………..4
1-2-3 دسیکنت مخلوط……………………………………………………………………………………………………..5
1-3 اصول کارکرد سامانه‌هاي سرمايش جذبی…………………………………………………………………………………6
1-4 استفاده از دسيكنت درترکیب با سامانه هاي سرمايش مختلف………………………………………………..7
1-4-1 سامانه سرمایش تبخیری در ترکیب با دسیکنت مایع……………………………………………7
1-4-2 سامانه سرمايش در تركيب با چرخ دسيكنت …………………………………………………………8
1-4-3 سامانه سرمايش تراکم بخار در تركيب با دسيكنت مايع…………………………………………9
فصل دوم- پیشینه تحقیق………………………………………………………………………………………………….11
2-1 مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………….12
2-2 مروری بر تحقیقات انجام گرفته ……………………………………………………………………………………………..12
2-3 جمع بندی مطالعات انجام شده……………………………………………………………………………………………….26
فصل سوم- مدلسازی سامانه سرمایش جذبی…………………………………………………………………….29
3-1 مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………….30
3-2 روابط ترموديناميكي برای محاسبه خواص فيزيكي هواي مرطوب (روابط سايكرومتريك)…..30
3-2-1 فشار بخار اشباع هواي مرطوب………………………………………………………………………….30
3-2-2 رطوبت مطلق هواي مرطوب………………………………………………………………………………….30
3-2-3 رطوبت نسبي هواي مرطوب………………………………………………………………………………….31
3-2-4 آنتالپي هواي مرطوب…………………………………………………………………………………………….31
3-2-5 گرماي ويژه هواي مرطوب……………………………………………………………………………………..31
3-2-6 چگالي هواي مرطوب……………………………………………………………………………………………..31
3-2-7 نمودارهاي رطوبت هواي مرطوب…………………………………………………………………………..32
3-3 روابط ترموديناميكي برای محاسبه خواص فيزيكي دسیکنت ………………………………………………34
3-3-1 رطوبت تعادلي محلول ليتيم برماید……………………………………………………………………… 34
3-3-2 گرماي جذب دسیکنت……………………………………………………………………………………………35
3-3-3 چگالي دسیکنت ……………………………………………………………………………………………………35
3-3-4 گرماي ويژه دسیکنت…………………………………………………………………………………………….36
3-4 مدلسازی برج پرشده رطوبت زدای دسیکنت مایع با روش NTU – Le………………………………37
3-4-1 فرض عدد لويس برابر يك در محاسبات مدل پيشنهادي…………………………………….42
3-4-2 اضافه كردن عدد لويس به محاسبات مدل پيشنهادي…………………………………………47
3-5 محاسبه ضرایب انتقال جرم و حرارت با روش “برآورد جداگانه hD-Le “………………………………47
3-6 مدلسازی ترمودینامیکی برای بدست آوردن رطوبت تعادلی………………………………………………….51
فصل چهارم- مواد، روشها و دستگاه ها……………………...…………………………………………………….58
4-1 مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………..59
4-2 مواد و آماده سازی دسیکنت…………………………………………………………………………………………………….59
4-3 سامانه سرمایش جذبی……………………………………………………………………………………………………………..64
4-4 طراحي آزمايش…………………………………………………………………………………………………………………………66
4-4-1 روش سطح پاسخ (RSM)……………………………………………………………………………………..67
4-4-2 متغيرهاي مستقل فرايند……………………………………………………………………………………….67
فصل پنجم- نتایج و بحث…………………………………………………………………………………………………..69
5-1 مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………..70
5-2 طراحي آزمايش و نتايج آن ……………………………………………………………………………………………………70
5-3 تجزیه و تحلیل آماری نتایج آزمایشگاهی………………………………………………………………………………..76
5-3-1 تاثیر متغیرهای مستقل فرایند بر رطوبت مطلق هوای خروجی…………………………..76
5-3-2 تاثیر متغیرهای مستقل فرایند بر دمای هوای خروجی………………………………………..82
5-3-3 تاثیر متغیرهای مستقل فرایند بر سرعت رطوبت زدایی……………………………………….88
5-4 نتايج مدل‌سازي ستون پرشده رطوبتزدا ……………………………………………………………………………….95
5-4-1 نتایج مدلسازی ترمودینامیکی برای بدست آوردن رطوبت تعادلی……………………..95
5-4-2 نتایج حل مدل “اثربخشی”…………………………………………………………………………………..99
5-4-3 معتبر سازي نتايج حل مدل “اثربخشي” با داده‌هاي آزمايشگاهي……………………103
5-4-4 نتايج محاسبه ضريب انتقال جرم و حرارت………………………………………………………..104
5-4-4-1 تاثیر پارامترهای عددی ورودی بر ضرایب انتقال جرم و حرارت……..105
5-4-4-2 تعيين روابط تجربي براي محاسبه ضرايب انتقال‌جرم و حرارت………110
5-4-5 بررسی تاثیر متغیرهای مستقل ورودی بر راندمان رطوبت زدایی…..………………..113
5-5 بررسی تاثیر حضور نانو ذرات بر انتقال جرم و حرارت………………………………………………………….116
5-6 بهینه سازی فرایند رطوبت زدایی هوا و بررسی تاثیر غلظت نانوذرات بر راندمان………………..119
5-6-1 بهينه سازی فرايند در محدوده رطوبت پایین و دمای پایین هوای ورودی……….119
5-6-2 بهينه سازی فرايند در محدوده رطوبت بالا و دمای پایین هوای ورودی……………121
5-6-3 بهينه سازی فرايند در محدوده رطوبت پایین و دمای بالای هوای ورودی………..122
5-6-4 بهينه سازی فرايند در محدوده رطوبت بالا و دمای بالای هوای ورودی……………123
5-6-5 بررسی تاثیر غلظت نانوذرات بر راندمان فرایند در شرایط عملیاتی بهینه…………124
5-6-6 تعیین شرايط بهينه محلول دسیکنت به ازاي شرايط مشخص هواي ورودي….. 127
فصل ششم- نتیجه گیری و پیشنهادها…………………………………………………………………………….130
6-1 نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………………………………………131
6-2 پیشنهادها……………………………………………………………………………………………………………………………….134
مراجع…………………………………………………………………………………………………………………………….135
فهرست جدولها
جدول 2-1 خلاصهای از مطالعات آزمایشگاهی دسیکنت مایع……………………………………………………………………27
جدول 2-2 خلاصهای از مطالعات بر روی دسیکنت های مخلوط مایع………………………………………………………28
جدول 2-3 خلاصهای از مطالعات تئوری دسیکنت مایع…………………………………………………………………………….28
جدول3 -1 ضرایب معادله Patterson و Perez-Blanco………………………………………………………………………….36
جدول 3-2 مقایسه انحراف مدلهای ترمودینامیکی در دمای ºC 25………………………………………………………..53
جدول 4-1 وسايل اندازه گيري و دقت آنها……………………………………………………………………………………………….66
جدول 4-2 متغير هاي فرايند و بازههاي آنها…………………………………………………………………………………………….68
جدول 5-1 جدول کامل طراحی آزمایش به همراه سه پاسخ ……………………………………………………………………..70
جدول 5-2 نتایج تحلیل واریانس مدل درجه دو برای رطوبت مطلق هوای خروجی……………………………….. 77
جدول 5-3 نتایج آماری تحلیل واریانس مدل درجه دو کاهش یافته برای رطوبت مطلق هوای خروجی.. 78
جدول 5-4 نتایج تحلیل واریانس مدل درجه دو برای دمای هوای خروجی………………………………………………84
جدول 5-5 نتایج آماری تحلیل واریانس مدل درجه دو کاهش یافته برای دمای هوای خروجی………………85
جدول 5-6 نتایج تحلیل واریانس مدل درجه دو برای سرعت رطوبت زدایی……………………………………………..90
جدول 5-7 نتایج آماری تحلیل واریانس مدل درجه دو کاهش یافته برای سرعت رطوبت زدایی……………..91
جدول 5-8 مقادیر ضریب فوگاسیته بخار آب در هوا…………………………………………………………………………………..97
جدول 5-9 نتايج حل مدل براي تعداد واحدهاي انتقال جرم مختلف به ازاي داده‌هاي ورودي مشخص…101
جدول 5-10 تاثير افزايش عدد لويس و تعداد واحدهاي انتقال جرم روي پارامترهاي خروجي …………….102
جدول 5-11 مقايسه نتايج حاصل از حل مدل و داده‌هاي آزمايشگاهي ستون رطوبتزدا………………………104
جدول 5-12 مقایسه انتقال جرم و حرارت در شرایط بدون افزودن نانوذرات به محلول دسیکنت…………118
جدول 5-13 نتايج آزمايش اطمينان در حالت بهينه در محدوده رطوبت پایین و دمای پایین هوا………. 120
جدول 5- 14نتايج آزمايش اطمينان در حالت بهينه در محدوده رطوبت بالا و دمای پایین هوا………….. 121
جدول 5-15 نتايج آزمايش اطمينان در حالت بهينه در محدوده رطوبت پایین و دمای بالای هوا ……….122
جدول 5-16 نتايج آزمايش اطمينان در حالت بهينه در محدوده رطوبت بالا و دمای بالای هوا…………… 123
جدول 5- 17 شرايط بهينه محلول دسیکنت بدون نانوذرات به ازاي شرايط مشخص هواي ورودی………..128
جدول 5- 18 شرايط بهينه محلول دسیکنت دارای نانوذرات به ازاي شرايط مشخص هواي ورودی……….129
فهرست شکلها
شكل 1-1 نمايي از يك چرخ دسيكنت……………………………………………………………………………………………………………4
شكل 1-2 نمايي از سه مرحله سرمايش جذبي با دسیکنت…………………………………………………………………………..6
شکل 1-3 نمایی از سامانه سرمایش تبخیری در ترکیب با دسیکنت مایع……………………………………………………..8
شكل1-4 نمایی از سامانه سرمایش در ترکیب با چرخ دسیکنت…………………………………………………………………….9
شکل 1-5 نمایی از سامانه سرمایش هیبریدی در ترکیب با دسیکنت مایع…………………………………………………10
شكل3 -1 نمودار سايكرومتريك هوا………………………………………………………………………………………………………………33
شکل 3-2 نمودار سایکرومتریک محلول آبی لیتیم برماید…………………………………………………………………………..34
شکل 3-3 نمودار گرمای جذب محلول لیتیم برماید ……………………………………………………………………………………35
شكل3-4 المان در نظر گرفته شده براي فرآيند رطوبت‌زدايي جريان متقابل………………………………………………37
شكل 3-5 تاثير عدد لويس روي رطوبت خروجي در NTU هاي مختلف…………………………………………………….49
شكل 3-6 روش تكرار شونده براي بدست آوردن ضريب انتقال جرم و عدد لويس………………………………………51
شکل 3-7 سامانه دوفازی محلول دسیکنت و هوای مرطوب………………………………………………………………………..52
شکل 3-8 الگوریتم حل ریاضی مدلسازی ترمودینامیکی……………………………………………………………………………56
شکل 3- 9 الگوریتم حل ریاضی مدل فرایندی برج رطوبت زدا……………………………………………………………………57
شکل 4-1 نمودار توزیع اندازه ذرات گاما آلومینا در آب……………………………………………………………………………….62
شکل 4-2 نمودار توزیع پتانسیل زتا نانو ذرات گاما آلومینا در آب……………………………………………………………….62
شکل 4-3 عکس میکروسکوپ الکترونی مخلوط نانوذرات آلومینا در محلول لیتیم برماید………………………….63
شکل 4-4 عکس میکروسکوپ الکترونی نانوسیال گاما آلومینا – محلول لیتیم برماید…………………………………64
شکل 4-5 نمايي از دستگاه سرمايش دسيكنت مايع…………………………………………………………………………………….65
شکل 5-1 مقادیر پیش بینی شده رطوبت هوای خروجی بر حسب مقادیر واقعی رطوبت هوای خروجی…..79
شکل 5-2 نمودار سه بعدی تاثیر غلظت و دمای دسیکنت ورودی بر رطوبت هوای خروجی …………………….80
شکل 5-3 نمودار سه بعدی تاثیر رطوبت مطلق هوا و شدت جریان دسیکنت ورودی بر رطوبت هوا…………82
شکل 5-4 نمودار سه بعدی تاثیر سرعت هوا و غلظت دسیکنت ورودی بر رطوبت هوای خروجی……………..82
شکل 5-5 مقادیر پیش بینی شده دمای هوای خروجی بر حسب مقادیر واقعی دمای هوای خروجی………..85
شکل 5-6 نمودار سه بعدی تاثیر دمای دسیکنت و دمای هوای ورودی بر دمای هوای خروجی………………..87
شکل 5-7 نمودار سه بعدی تاثیر سرعت و دمای هوای ورودی بر دمای هوای خروجی……………………………..88
شکل 5-8 نمودار سه بعدی تاثیر غلظت دسیکنت و رطوبت هوای ورودی بر دمای هوای خروجی……………88
شکل 5-9 مقادیر پیش بینی شده سرعت رطوبت زدایی بر حسب مقادیر واقعی سرعت رطوبت زدایی……..91
شکل 5-10 نمودار سه بعدی تاثیر غلظت و دمای دسیکنت ورودی بر سرعت رطوبت زدایی…………………..94
شکل 5-11 نمودار سه بعدی تاثیر سرعت و رطوبت هوای ورودی بر سرعت رطوبت زدایی……………………..94
شکل 5- 12نمودار سه بعدی تاثیر شدت جریان دسیکنت ورطوبت هوای ورودی بر سرعت رطوبتزدایی 94
شکل 5-13 الف) تطابق ضریب فعالیت لیتیم برماید با مدل ب) تطابق ضریب فعالیت آب با مدل…………….98
شکل 5-14 رطوبت مطلق اشباع پیش بینی شده با مدل مقابل رطوبت مطلق اشباع واقعی………………………99
شکل 5-15 تاثير افزايش عدد لويس و تعداد واحدهاي انتقال جرم………………………………………………………….102
شکل 5-16 نمودار سه بعدی تاثیر سرعت و دمای هوای ورودی بر ضریب انتقال جرم…………………………..106
شکل 5-17 نمودار سه بعدی تاثیر غلظت دسیکنت و رطوبت هوای ورودی بر ضریب انتقال جرم………….107
شکل 5-18 نمودار سه بعدی تاثیر شدت جریان و دمای دسیکنت ورودی بر ضریب انتقال جرم…………..107
شکل 5-19 نمودار سه بعدی تاثیر سرعت و دمای هوای ورودی بر ضریب انتقال حرارت…………………….. 109
شکل 5-20 نمودار سه بعدی تاثیر غلظت دسیکنت و رطوبت هوای ورودی بر ضریب انتقال حرارت………109
شکل 5-21 نمودار سه بعدی تاثیر شدت جریان و دمای دسیکنت ورودی بر ضریب انتقال حرارت………110
شکل 5-22 مقادیر پیشبینی شده با مدل تجربی بر حسب مقادیر واقعی رطوبتزدا با دسیکنت محلول112
شکل 5-23 مقادیر پیشبینی شده با مدل تجربی بر حسب مقادیر واقعی رطوبتزدا با دسیکنت مخلوط113
شکل 5-24 تاثیر الف) سرعت هوای ورودی ب) شدت جریان دسیکنت ورودی ج) رطوبت مطلق………….115
شکل 5-25 مقادير بهينهی متغيرهای فرايند در محدوده رطوبت پایین و دمای پایین هوای ورودی……. 120
شکل 5-26 مقادير بهينهی متغيرهای فرايند در محدوده رطوبت بالا و دمای پایین هوای ورودی………….121
شکل 5-27 مقادير بهينهی متغيرهای فرايند در محدوده رطوبت پایین و دمای بالای هوای ورودی …….122
شکل 5-28 مقادير بهينهی متغيرهای فرايند در محدوده رطوبت بالا و دمای بالای هوای ورودی………… 123
شکل 5-29 تاثیر غلظت نانوذرات آلومینا بر الف) رطوبت هوا ب) راندمان رطوبتزدایی ج) دمای هوا….. 125
فهرست علایم و نشانه ها
عنوان |
علامت اختصاری |
