تخمین پروفیل رسوب در لوله‌های دیگ‌بخار با استفاده از روش انتقال حرارت معکوس، جریان آرام

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیکف دانشکده مهندسی، دانشگاه یاسوج

2 دانشگاه یاسوج

چکیده

یکی از عوامل مؤثر در کاهش راندمان دیگ‌های بخار در طول دوره کارکرد رسوب است. رسوب به صورت یک لایه بر روی سطوح انتقال حرارت دیگ‌بخار می‌نشیند و در اثر مقاومت حرارتی که ایجاد می‌کند راندمان حرارتی  دیگ‌بخار را کاهش می‌دهد. به همین دلیل تشخیص میزان رسوب و اندازه‌گیری دقیق آن در لوله‌های دیگ‌بخار از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است‌، با اندازه‌گیری دقیق رسوب می‌توان زمان عملیات رسوب‌زدایی راتعیین کرد. در این مقاله فرض براین است که هیچ اطلاعی در رابطه با نحوه توزیع رسوب در لوله‌های دیگ بخار موجود نیست، لذا پروفیل رسوب با استفاده از شبیه‌سازی دما در دیواره داخلی لوله‌های دیگ بخار و همچنین استفاده از روش گرادیان مزدوج تخمین زده شده است. در این روش میزان خطای حاصل از تخمین تابع پروفیل رسوب چند ضابطه‌ای   محاسبه شد، این بیانگر دقت بالای روش گرادیان مزدوج در تخمین رسوب می‌باشد. بنابراین می‌توان از این روش به عنوان یک سیستم هشداری دهنده برای تمیزکاری لوله‌های دیگ بخار زمانی که میزان رسوب از یک مقدار تعیین شده بیشتر شده باشد، استفاده کرد

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Carnogurska, M., Prihoda, M., and Molinek, J., “Determination of Deposit Thickness in Natural Gas Cooler Based on the Measurements of Gas Cooling Degree”, Journal of Mechanical Science and Technology, Vol. 25, pp. 2935-2941, (2011).
 
[2] Lenic, K., Trp, A., and Frankovic, B., “Transient Tow-dimensjonal Model of Frost Formation on a Fin-and-tube Heat Exchangers”, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 52, pp. 22-32, (2009).
 
[3] Saghatoleslami, N., Salooki, M.K., and Armin, M.A., “Prediction of Thickness and Fouling Rate in Pulsating Flow Heat Exchangers using FLUENT Simulator”, Korean Journal Chemical Engineering, Vol. 27, pp. 96-103, (2009).
 
[4] Wallhauber, E., Hussein, M.A., and Becker, T., “Detection Methods of Fouling in Heat Exchangers in the Food Industry”, Food Control, Vol. 27, pp. 1-10, (2012).
 
[5] Lalot, S., and Palsson, H., “Detection of Fouling in a Cross-flow Heat Exchanger using a Neural Network Based Technique”, International Journal of Thermal Sciences, Vol .49, pp. 675-679, (2010).
 
[6] Mohanty, D.K., and Singru, P.M., “Use of C-factor for Monitoring of Fouling in a Shell and Tube Heat Exchanger”, Energy, Vol. 36, pp. 2899-2904, (2011).
 
[7] Jonsson, G.R., Lalot, S., Palsson, O.P.,  and Desmet, B., “Use of Extended Kalman Filtering in Detecting Fouling in Heat Exchangers”, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 50, pp. 2643–2655, (2007).
 
[8] Delrot, S., Guerra, T.M.,  Dambrine, M.F., and Delmotte, O., “Fouling Detection in a Heat Exchanger by Observer of Takagi-Sugeno Type for Systems with Unknown Polynomial Inputs”, Engineering Applications of Artificial Intelligence, Vol. 25, pp. 258-264, (2012).
 
[9] Merheb, B., Nassar, G., Nongaillard, B., Delaplace, G., and Leuliet, J.C., “Design and Performance of a Low-frequency Non-intrusive Acoustic Technique for Monitoring Fouling in Plate Heat Exchangers”, Journal of Food Engineering, Vol. 82, pp. 518-527, (2007).
[10] Chen, W.L., and Yang, Y.Ch., “Inverse Estimation for Unknown Fouling-layer Profiles with Arbitrary Geometries on the Inner Wall of a Forced-convection Duct”, International Journal of Thermal Sciences, Vol. 49, pp. 86-98, (2010).
 
[11] Delmotte, F., Dambrine, M., Delrot, S., and Lalot, S., “Fouling Detection in a Heat Exchanger: A Polynomial Fuzzy Observer Approach”, Control Engineering Practice, Vol. 21, pp. 1386-1395, (2013).
 
[12] Adili, A., Kerkeni, C., and Nasrallah, S.B., “Estimation of Thermophysical Properties of Fouling using Inverse Problem and its Impact on Heat Transfer Efficiency”, Solar Energy, Vol .83, pp. 1619-1628, (2009).
 
[13] Adili, A., Hasni, N., Kerkeni, C., and Nasrallah, S.B., “An Inverse Problem Based on Genetic Algorithm to Estimate Thermophysical Properties of Fouling”, International Journal of Thermal Sciences, Vol. 49, pp. 889-900, (2010).
 
[14] Ozisik, M.N., and Orlande, H.R.B., “Inverse Heat Transfer: Fundamental and Applications”, 2th Edition., Taylor & Francis Publisher, New York, USA, (2000).