لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (pdf) مراجعه فرمایید.

مبدلهای حرارتی به طور وسیعی در تمامی صنایع استفاده می شوند. مبدلهای حرارتی عموما برای کار در حالت پایدار طراحی می شوند. گرچه پاسخ گذاری مبدلهای حرارتی برای طراحی سیستم های کنترل مورد نیاز است. مسائلی نظیر خاموش و روشن کردن سیستم، حوادث و اشکالات پیش بینی نشده در سیستم و مسائل دیگر محققان را برآن داشته تا مشخصات رفتار حالت ناپایدار مبدلها را مورد بررسی قرار دهند. همچنین به طراحان برای پیدا کردن جواب مسائل دمایی وابسته به زمان مخصوصا جهت آنالیز تنش های حرارتی کمک می کند. در این کار پاسخ گذرای دمایی مبدلهای حرارتی پوسته و لوله مورد بررسی قرار گرفته است. یک روش عددی بر اساس حجم محدود گسترش داده شده است. اساس استفاده از این روش صرفه جویی در زمان محاسبات است. برای این مقصود مبدل حرارتی به المانهایی کوچک تقسیم می شود که معادلات بقای انرژی برای هر ناحیه (سیالات داخلی و خارجی و دیواره ها) به کار برده می شود. با استفاده از روش حجم محدود چهار سری ازمعادلات دیفرانسیل جزئی به چهار سری معادلات دیفرانسیل معمولی تبدیل می شود. سپس آنها به شکل فضای حالت دسته بندی شده و در Matlab/simulink به صورت عددی آنالیز می شوند. نتایج برای تغییر پله ای دمای سیال سرد وتغییر سینوسی دمای سیال گرم ارائه شده است. دراین مدل سازی، شرایط غیرعایق برای مبدل به کاربرده شده است و بنابراین تاثیر شرایط محیطی در پاسخ دمایی مبدل حرارتی مطالعه شده است.

در صنعت خودروسازی برای حفاظت از محیط زیست و جلوگیری از آلودگی هوا، ازمبدلهای کاتالیزوری جهت کاهش آلایندگی حاصل از مونوکسید کربن، هیدروکربن های نسوخته و اکسیدهای نیتروزن در لوله اگزوز اتومبیلها استفاده می شود. همچنین تلاشهای گسترده جهت تعیین بهترین سیستم مبدل و شرایط عملکرد برای رسیدن به حداقل میزان آلایندگی خودروها انجام می گیرد.در این تحقیق ابتدا سینتیک واکنش اکسیداسیون مونوکسید کربن به دی اکسید کربن مورد بررسی قرار گرفت و سپس بر اساس شکل مبدل، مدلسازی راکتور دیواره کاتالیستی انجام شد و شرایط مرزی و اولیه نیز مطابق شکل تعیین گردید. معادله به روش اختلاف محدود منجر به یک دستگاه n معادله و n مجهول می گردد که به کمک نرم افزار E.E.S حل گردید. نتایج برنامه بصورت گراف می باشد که در حالت پایا با احتساب پروفیل سرعت ارایه شده است.

حفظ انرژی در طراحی یک واحد شیمیایی همواره یکی از مهمترین موارد مورد توجه است به علاوه تعین کمترین مقدار انرژی گرمایی و سرمایی مورد نیاز یک پروسه از مهمترین محاسبات برای تعین مقدار ذخیره انرژی است بنابراین انتگراسیون حرارتی (یکپارچه کردن انرژی) یکی از موارد مهم در طراحی های اقتصادی می باشد. اولین گام در انتگراسیون حرارتی بررسی و محاسبات مربوط به کمترین میزان انرژی مورد نیاز از منابع گرم و سرد برای شبکه مبدل های حرارتی است هر پروسه شیمیایی که در نظر گرفته شود نیازمند چندین جریان گرم و سرد برای تامین انرژی مورد نیاز خود می باشد در این مقاله انتگراسیون حرارتی فرایند تولید استیک انیدرید مورد بررسی قرار می گیرد و بهترین شرایط برای رسیدن به انتگراسیون حرارتی مناسب بررسی می شود.