عنوان کامل پروژه:

پروژه مدل سازی، بهینه سازی و آنالیز اگزرژی فرآیندهای مبرد مخلوط تک حلقه‌ای به منظور تولید LNG با استفاده از نرم افزارهای ASPEN و MATLAB و به همراه فیلم آموزشی نرم افزارهای ASPEN و MATLAB

در این تحقیق، تحلیل‌های ترمودینامیکی انرژی، اگزرژیو حساسیت بر روی دو فرآیند مهم و صنعتی تولید LNG انجام شده‌اند. همچنین این فرآیندها به لحاظمصرف انرژی و به صورت عملیاتی بهینه سازی گردیده‌اند. در تحلیل انرژی مشخص شد که فرآیندتک مرحله ای شرکت PRICO مصرف انرژی کمتری نسبت به فرآیند دیگر دارد و می‌توان دلیل آن را سادگی و کمتربودن تجهیزات سردسازی موجود در آن دانست. همچنین در این تحلیل دیده شد که در فرآیند PRICO ضریب عملکرد بالاتر از ضریب عملکرد چرخه دیگر است که دلیل آن را نیز می‌توان نزدیکی دمای دو منبع سرد و گرم در مبدل این چرخه‌ها عنوان کرد. نتایج تحلیل اگزرژی  نشان دادند که بالاترین راندمان اگزرژی مربوط به فرآیند PRICO بوده ( %۴۶/۳) و از نکات مهمی که از این نتایج آشکار می‌شود، همین هم‌گامی نتایج دو تحلیل می‌باشد. در تحلیل حساسیت، تغییرات مشخصه‌های جریان بر روی پارامترهای ترمودینامیکی مانند مصرف ویژه و اگزرژی تلف شده مانند برگشت‌ناپذیری‌ها مورد مطالعه قرار می‌­گیرد. این تحلیل به شناخت پارامترهای مهم و بازه تغییرات آنها جهت بهینه‌سازی کمک شایانی می‌­کند. پس از انجام تحلیل‌های مختلف ترمودینامیکی، فرآیندها با هدف کاهش مصرف انرژی و اگزرژی به صورت عملیاتی بهینه سازی شده‌اند، به این معنا که با تنظیم شرایط عملیاتی در بخش‌های مختلف فرآیندها، کاهش مصرف انرژی یا کار از دست رفته در انها محقق گردیده است. حل مسائل بهینه سازی با الگوریتم ژنتیک صورت گرفته که توان بالایی در بهینه سازی فرآیندها دارد. نتایج بهینه سازی نوع اول، کاهش مصرف انرژی را در دو فرآیند PRICO و LIMUM3 به ترتیب در حدود 10% و 1% و در بهینه سازی نوع دوم، 5% و 7% کاهش را در کار تلف شده فرآیند نشان داد. انجام تحلیل‌های مذکور و بهینه سازی بر روی فرآیندهای مایع سازی، در صورتی که منجر به کاهش مصرف انرژی در آنها گردد، می‌تواند به لحاظ اقتصادی امری مطلوب تلقی گردد.

آنچه در این کد خواهید آموخت:

1- نحوه اتصال نرم افزار Aspen و Matlab

2- نحوه تعریف جریان ها، خواص ترمودینامیکی آنها مانند دما، فشار و ...

3- نحوه پیاده سازی روشی برای  تغییر اجزاء مبرد

4- نحوه تعریف الگوریتمی برای محاسبه مصرف انرژی ویژه و کار از دست رفته و کمینه کردن آن

5- نحوه اعمال شرط برای بازه های متغیرهای بهینه سازی

6- نحوه اعمال شرط برای تشخیص درستی عملکرد الگوریتم

نکات و الزامات:

دراین پروژه شبیه سازی جریان ها بر اساس داده‌های مقالات و مراجع معتبر صورت گرفته و نتایج شبیه سازی نیز با آنها مقایسه می شود.

معادله حالت ترمودینامیکی فرایندهای PRICO و LIMUM3 به ترتیب Peng-Robinson و PRSV در نظر گرفته شده است.

خروجیهای شبیه سازی و کد در نسخه های 7.2 ASPEN و Matlab2016 به بالا قابل مشاهده است.

آشنایی با نرم افزار های AspenPLUS ,HYSYS و Matlab

آشنایی با مفاهیم فرایند های تولید LNG، مبدل های سردسازی و الگوریتم ژنتیک.