مدل سازی و بهینه سازی سیستم شیرین سازی تبخیر ناگهانی چندمرحله ای با برگشت آب و حرارت

کمبود آب شیرین برای بسیاری از کشورها یک مسئله حیاتی است و اساسی ترین راه حل برای رفع این مشکل ، استفاده از آب شیرین کن هاست . دستگاه آب شیرین کن تبخیر ناگهانی چند مرحله ای با برگشت آب و حرارت به سیستم یکی از مؤثرترین روش های تبدیل آب شور به آب شیرین است که در میان روش های حرارتی، بیش ترین مورداستفاده را دارد. در پژوهش حاضر، پس از مقایسه ی انواع فناوری های آب شیرین کن، با استفاده از یک مدل ریاضی و شبیه سازی، یک سیستم آب شیرین کن تبخیر ناگهانی چندمرحله ای با برگشت آب و حرارت مدل سازی شد. از طرفی همه ی سیستم های آب شیرین کن برای اینکه بهترین عملکرد خود را داشته، باید در شرایط بهینه کار کنند. فرایند شیرین سازی تبخیر ناگهانی یک فرایند با مصرف انرژی بالاست، لذا لازم است تا شرایط بهینه سیستم مشخص شود تا منجر به کاهش مصرف انرژی و در طی آن کاهش در هزینه آب شیرین تولیدی شود. روش های مختلفی برای بهینه سازی وجود دارد اما روشی که در این کار استفاده شده است روش تکاملی الگوریتم ژنتیک می باشد. در کار حاضر، برای بهینه سازی سیستم موردنظر ، یک برنامه کامپیوتری در نرم افزار متلب تهیه شده است. سیستم موردنظر دارای تعداد کل مراحل برابر 24 و تعداد مراحل برگشت حرارت برابر 3، می باشد که مورد بهینه سازی قرارگرفته است. در این کار تابع هدف، نسبت عملکرد سیستم است که بیشینه می شود و همچنین متغیر های تصمیم سه دمای اصلی سیستم هستند. درنهایت پس از طراحی و مدل سازی این سیستم مشخص می شود که در این سیستم هر چه تعداد مراحل بخش برگشت حرارت در تعداد کل مراحل ثابت افزایش یابد ، میزان نسبت عملکرد نیز افزایش می یابد. همچنین در ماه های گرم سال که دمای آب دریا بیشتر است، نسبت عملکرد سیستم نیز بیشتر می شود. در بخش بهینه سازی نیز این نتیجه به دست می آید که هرچه دمای بخار گرم و اختلاف دمای بین مراحل کمتر باشد، میزان نسبت عملکرد در حالت بیشینه ی خود قرار می گیرد.

کلیدواژه ها:

سیستم تبخیر ناگهانی چندمرحله ای با برگشت آب و حرارت ، الگوریتم ژنتیک ، بخش بازیافت حرارت ، بخش برگشت حرارت ، نسبت عملکرد