آنالیز انرژی و اکسرژی یک برج سرمایش-رطوبت‌زنی گاز همسو بر مبنای نتایج مدلسازی ریاضی و شبیه‌سازی

Abstract

دراین مطالعه پس از تعاریف اولیه پیرامون آنالیز انرژی و اکسرژی، یک مدل ریاضی جهت آنالیز انرژی و اکسرژی یک برج سرمایش-رطوبت‌زنی گاز همسو تبیین گردیده است. بدین منظور بر اساس قوانین بقای جرم، انرژی و ممنتوم تغییرات دما و آنتالپی جریان‌های گاز و مایع در طول برج تبیین و جهت محاسبه راندمان انرژی و اکسرژی برج به کار برده شده است. همچنین دقت مدل پیشنهادی از طریق تطبیق با نتایج تجربی گزارش شده مربوط به چند واحد عملیاتی در صنعت سیمان مورد بررسی و تایید قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد علیرغم بالا بودن راندمان انرژی برج به دلیل ناچیز فرض کردن کلیه اتلافات انرژی، برج سرمایش گاز از راندمان اکسرژی نسبتاً پایینی برخوردار است که به دلیل بازگشت‌ناپذیری‌های ترمودینامیکی موجود و تولید آنتروپی ضمن تبادلات جرم و انرژی است. همچنین در این مطالعه اثر برخی پارامترهای عملیاتی شامل قطر برج، طول برج، توزیع اندازه قطرات مایع و دبی مایع بر میزان اتلاف اکسرژی درون برج مورد بررسی قرار گرفته است. در کلیه موارد محاسبات نشان می‌دهد همزمان با تبخیر مایع محتوای اکسرژی آن تماماً وارد فاز گاز نمی‌شود و همواره سهم قابل توجهی از اکسرژی هدر می‌رود. از نتایج این مطالعه می‌توان به منظور شناخت پتانسیل تولید کار مفید انرژی همراه‌ سیالات استفاده کرد.