كولينگ تاور2-Cooling Tower 2

محاسبه سيكل هاي تغليظ براي كولينگ تاور:
Cooling Tower Cycles of
Concentration

تعاريف:
E= مقدار آب تبخير شده بر حسب پوند
B= مقدار افت آب بر اثر وزش باد و بلو دان بر حسب پوند
MU= مقدار آب جبراني بر حسب پوند
C= مقدار آب در گردش برحسب پوند.
ClMU= مقدار غلظت كلريد در آب جبراني
ClE= مقدار غلظت كلريد در آب تبخير شده
ClC= مقدار غلظت كلريد در آب در گردش
ClB= مقدار غلظت كلريد در آب اتلافي بوسيله وزش باد و انجام Blowdown
---------------------------------
1.--( Cycles of concentration = (ClC / ClMU
2.--MU = E + B
در شرايط تعادلي كلريد ورودي به سيستم بايد با كلريد خروجي از سيستم برابر باشد پس داريم:
3.--( MU* ClMU =(E * ClE ) + (B * ClB
با توجه به اينكه كلريد همراه با تبخير خارج نميشود داريم: ( ClE = 0 )
4.--( MU* ClMU =(E * 0 ) + (B * ClB
در شرايط تعادلي غلظت كلريد در آب بلو دان مشابه آب در گردش (C) ميباشد كه با جاگذاري در معادله 4 فوق داريم:
5. --MU* ClMU =B * ClC
6.--ClC / ClMU = MU / B
با جايگزيني در معادله 1 فوق داريم:
7.--Cycles of concentration = MU / B
با جايگزيني معادله 2 فوق در معادله 7 فوق داريم:
8.--Cycles of concentration =( E + B)/B
با ضرب صورت و مخرج در (%) داريم:
9.--Cycles of concentration =( %E + %B) / %B

بنا بر اين ميتوان گفت ، در كولينگ تاور، انجام Blowdown بخشي از آب در گردش تغليظ شده را از سيستم خارج ميكند كه اين مقدار با تزريق آب تازه جبران ميشود. تزريق آب تازه بعنوان Make up غلظت ذرات جامد را در سيستم كاهش ميدهد. Blowdown به هر يك از دو صورت پيوسته (Continuous) و تناوبي (Intermittent) انجام ميشود ولي Blowdown پيوسته ارجح است.
در بلو دان پيوسته، يك شير كنترل فلو، روي خط جداگانه اي بطور مداوم مقدار Blowdown را كنترل ميكند. وضعيت هاي مختلف شير، سيكلهاي غلظت را در محدوده امن نگهداشته و از تشكيل رسوب جلوگيري مينمايد.
مقدار بلودان براي سيكل هاي محدود براي هر مقدار از پيش تعيين شده اي با فرمول زير قابل محاسبه است:
E%= افت تبخير كه بصورت درصد ي از نرخ چرخش بيان ميشود.
B%= تركيبي از افت هاي ناشي از وزش باد و بلو دان كه بصورت درصد ي از نرخ چرخش بيان ميشود.

Cycles (of concentration) =( %E + %B) / %B

%E /(Cycles-1)=B%

برج خنك كننده -1-(Cooling tower-1):

كولينگ تاور-1: Wet Bulb Temp. and Approach
دماي حباب مرطوب(Wet bulb temperature):
دماي حباب مرطوب هوا پایینترین دمايي است كه آب بوسيله تبخير در كولينگ تاور ميتواند خنك شود. همچنين اين دما نقظه شبنم هواي محيط ميباشد.
امكان ندارد كولينگ تاوري طراحي شود كه دماي استخر ذخيره (Sump Temperature) را به دماي حباب مرطوب يعني (wet bulb temperature) برساند.
تفاوت بين مقادير Sump Temp و wet bulb temp قرابت (Approach) ناميده ميشود.
در سيستم هاي چرخشي مجدد (Re-circulating systems) مكانيزم اصلي خنك كنندگي، تبخير است، كه مكانيزم تغليظ ميباشد.
تقريباً به ازاي هر پوند آب تبخير شده ، 1000BTU گرما از آب گرفته ميشود.
همچنين ميتوان گفت كه براي هر 10oF افت دما در مقدار آب در گردش كولينگ تاور ، حدود 1% افت ناشي از تبخير داريم.
مثال:
برجي كه با افت دمايي 15oF و آب در گردش 1000gpm كار ميكند ، 15gpm آب را در طي تبخير از دست خواهد داد.

روغنها و چربی‌های خوراکی ، تفاوت بين روغنها و چربی‌ها:

روغنها و چربی‌های خوراکی :
.

روغنها و چربی‌های خوراکی از نظر شیمیایی جزء لیپیدها تقسیم بندی شده‌اند. لیپیدها گروهی از ترکیبات آلی هستند که در حلالهای آلی (اتر، کلروفرم، بنزن و کربورهای هیدروژن از قبیل هپتان و هگزان و غیره) محلول بوده و در آب، غیر محلول هستند. قسمت اعظم ساختمان روغن‌ها و چربی‌های خوراکی را تری گلیسریدها تشکیل می‌دهند.

.
تفاوت بین چربی و روغن :
.

تفاوت بین چربی و روغن از نظر حالت فیزیکی آنها در حرارت معمولی است، بدین معنی که چربی‌ها دارای ظاهری سفت هستند، در حالی که روغن‌ها در حرارت معمولی، سیال و مایع می‌باشند. هرچه تعداد بند دوگانه در اسیدهای چرب تشکیل دهنده گلیسریدها کمتر باشد و یا ماده چرب از اسیدهای چرب با وزن مولکولی زیاد تشکیل شده باشد، از نظر فیزیکی سفت‌تر بوده و نقطه ذوب آن بالاتر است و برعکس زیاد بودن عوامل بند دوگانه و یا کم بودن وزن مولکولی اسیدهای چرب عللی هستند که باعث می‌شوند روغن از نظر ظاهری ، سیال و مایع باشد.
.

فساد روغن ها و چربي ها:

موقعی که چربی و یا روغن مدتی بماند، طعم و بوی آن تغییر می‌کند و در اصطلاح می‌گویند: روغن تند شده است. در حقیقت تند شدن روغن و یا مواد غذایی چرب ، فساد آنها را نشان می‌دهد. عواملی که فساد مواد چرب را تسریع می‌کنند، عبارتند از: گرما ، نور ، اشعه ماوراء بنفش ، رطوبت هوا و فلزات.
هرقدر میزان غیر اشباع روغنها بیشتر باشد، اکسیداسیون سریعتر انجام می‌شود، به همین جهت روغن‌های مایع را در صنعت هیدروژنه می‌کنند.همچنین مقادیر کم فلزات به عنوان تسریع کننده اکسیداسیون، عمل اکسید شدن مواد چرب را تسریع می‌نمایند. به عنوان مثال مقدار2/0 ميلي گرم در ليتر مس در کره ، اکسیداسیون آن را سریعا پیش می‌برد.

(منبع: دانشنامه ارشد، مصطفي ساغري)

http://www.nyu.edu/pages/mathmol/library/lipids/

عنصر جدید 'کوپرنیسیوم' در جدول تناوبی با نشان Cp درج می شود:

عنصر جدید 'کوپرنیسیوم' نامگذاری شد:
عنصر صد و دوازدهم جدول تناوبی که 13 سال قبل کشف شد و چند هفته قبل به طور رسمی در جدول تناوبی عناصر جهان جی گرفت، بالاخره صاحب نام شد.
از این پس، این عنصر به افتخار نیکلاس کوپرنیک، منجم سرشناس لهستانی، با نام "کوپرنیسیوم" شناخته خواهد شد و در جدول تناوبی با نشان Cp درج می شود.
کوپرنیک به این نتیجه دست یافته بود که سیارات به دور خورشید می گردند و نهایتا موفق شد این فرضیه را که زمین مرکز جهان است، نقض کند.

http://minashimi.mihanblog.com/

انواع دياگرامهاي فرايندي در پروژه ها (BFD, PFD or SFD, P&ID):

1- بلاك دياگرام

(BFD-Block Flow Diagram):
.
معمول است كه فرايند اصلي ابتدا با استفاده از BFD بصورت شماتيك توضيح داده شود. در اين نوع از دياگرام ها، بلاكهاي مستطيلي شكل براي نمايش يك واحد عملياتي مورد استفاده قرار ميگيرد. بلاكها با خطوط مستقيمي كه خطوط جريان فرايندي را بين واحد ها نشان ميدهند وصل ميشوند. اين خطوط جريان فرايندي ممكن است مخلوطي از جريان مايعات، گازها، در لوله ها يا داكت ها يا جامداتي كه بوسيله كانويورهاي تسمه اي ... حمل ميشوند باشند.

.

* در BFD قوانين زير بايد رعايت گردد:
- واحد هاي عملياتي مانند ميكسرها، سپراتورها، رآكتورها، ستونهاي تقطير، و مبدلهاي حرارتي با بلاكهاي ساده يا چهار گوش مشخص ميشوند.
- گروهي از واحد هاي عملياتي ممكن است با بلاك يا چهار گوشه اي منفرد مشخص شوند.
- جريان هاي خطوط فرايندي كه وارد بلاكها ميشوند يا از آنها خارج ميشوند با خطوط مستقيم منظمي نشان داده ميشوند. اين خطوط ممكن است افقي يا عمودي باشند.
- جهت جريان هر يك از خطوط جريان فرايند بايد بوضوح با پيكان نشان داده شوند.
- خطوط جريان بايد بترتيب توالي بصورت منطقي شماره گذاري شوند.
- واحدهاي عملياتي (هر كدام از بلاكها) بايد برچسب دار باشند.
- تا جاييكه ممكن باشد دياگرام بايد مرتب شود تا اينكه مواد فرايندي از چپ به راست جريان يابند ، بطوريكه واحدهاي جريان بالا دستي(upstream) در سمت چپ و واحد هاي جريان پايين دستي(downstream) در سمت راست قرار گيرند.

.

2- دياگرام جريان فراينديPFD:
(PFD -Process Flow Diagram) يا نمودار جريان فرايند (يا System Flow Diagram-SFD)، توضيح شماتيكي از سيستم است. كه روابط بين اجزاي اصلي سيستم را نشان ميدهد.
* همچنين PFD مقادير طراحي فرايند را براي اجزاء در مودهاي كاري مختلف ، مقادير مينيمم، نرمال، و ماكزيمم جدول بندي مينمايد.
* يك PFD اجزاي كم (كوچك) ، لوله كشي سيستم ها، درجات (Ratings) و طراحي لوله كشي را نشان نميدهد.

.

شكلهاي زير، نمونه كوچك و ساده اي از PFD ميبانشد.

.

.
يك PFD بايد شامل موارد زير باشد:
الف- لوله كشي فرايند (Process Piping )
ب- علائم ، نامها و شماره هاي شناسه تجهيزات اصلي
ج- كنترل والوها و والوهايي كه روي كار سيستم تاثير دارند.
د- ارتباطات داخلي با سيستم هاي ديگر
ه- باي پاس اصلي و خطوط سيركولاسيون مجدد.
و- نرخهاي سيستم و مقادير عملياتي به شكل جريان، دما، فشار مينيمم، نرمال، ماكزيمم
ز- كامپوزيشن(تركيب) سيالات
.
دياگرام لوله كشي و ابزار دقيق(P&ID):
يك P&ID توضيح شماتيكي از عوامل مربوط به اجزاي لوله كشي ، ابزار دقيق و تجهيزات سيستم ميباشد.
P&ID تمام لوله كشي را كه شامل ترتيب فيزيكي شاخه ها، رديوسرها، والوها، تجهيزات، ابزارهاي دقيق و اينترلاكهاي كنترلي است را نشان ميدهد. P&ID براي كار سيستم فرايندي استفاده ميشود.
.
يك P&ID بايد شامل موارد زير باشد:
الف- ابزار دقيق و تعاريف
ب- تجهيزات مكانيكي با نام ها و شماره ها
پ- كل شير آلات و مشخصات آنها
ت- لوله كشي ها، سايزها، و شناسنامه فرايند
ث- متفرقه-ونت ها، درين ها، فيتينگ هاي ويژه، خطوط نمونه گيري، رديوسرها، افزاينده ها و مجاري فاضلاب
ج- خطوط استارت آپ دائمي و ريزش جريان (شستشو)
چ- جهت هاي جريان
ح- مراجع اتصالات داخلي
خ- كنترل ورودي، خروجي و اينترلاكها
د- سطوح مشترك براي تغييرات كلاس
ذ- مقوله زلزله (لرزش)
ر- سطح كيفيت
ز- اعلام ورودي ها
ژ- ورودي سيستم كنترل كامپيوتر
ص- سطوح مشترك (محدوده) وندورها و پيمانكاران
ض- شناسنامه اجزاء و سيستم هاي جزء تحويل داده شده بوسيله ديگران
ط- مفهوم توالي فيزيكي تجهيزات
.

يك P&ID نياز نيست شامل موارد زير باشد:
-والوهاي جذري ابزار دقيق
-رله هاي كنترلي
-سوييچ هاي دستي
- نرخ هاي تجهيزات يا ظرفيت تجهيزات
-لوله كشي هاي ابزار دقيق و شيرآلات اوليه
- اطلاعات فشار، دما و جريان
-زانويي ها، سه راهي ها، و فيتينگ هاي استاندارد مشابه
- نكات توضيحي زياد.

مانومتر U شكل:

مانومتر U شكل:
دستگاههاي اندازه گيري فشار با استفاده از ستون مايع را در لوله هاي عمودي يا مورب را مانومتر گويند. كه يكي از متداولترين آنها مانومتر با لوله پر شده از آب است .
در مانومتر هاي U شكل عمودي اختلاف فشار بصورت زير محاسبه ميشود:

pd = γ. h

(Where: pd = Pressure, γ = Specific weight of the fluid in the tube (kN/m3, lb/ft3), h=liquid height (m, ft))

وزن مخصوص آب عبارت است از:

9.8 kN/m3 or 62.4 lb/ft3

در مانومتر هايU شكل مورب اختلاف فشار بصورت زير محاسبه ميشود:
مشكلات معمول در هنگام اندازه گيري اختلاف فشار در سيستم هاي با سرعت كم مانند سيستم ونتيلاسيون ارتفاع ستونها كم بوده و دقت رضايت بخش ميباشند.

pd = γ h sin(θ)

(Where: pd = Pressure, γ = Specific weight of the fluid in the tube (kN/m3, lb/ft3), h=liquid height (m, ft), θ = angle of column relative the horizontal plane)

.

مثال1: اندازه گيري اختلاف فشار در يك اوريفيس

با يك مانومتر U شكل عمودي:

يك مانومتر آب به جريان بالا دستي و پايين دستي يك اوريفيس كه در مسير جريان هوا نصب است، وصل شده است. اختلاف ارتفاع ستون آب 10mm ميباشد اختلاف فشار head آن را بر حسب N/m2 يا Pa بيان نماييد:

pd = γ. h
pd = (9.8 kN/m3)* (10^3 N/kN)* (10 mm)* (10^-3 m/mm) = 98 N/m2 (Pa)

مثال2: اندازه گيري اختلاف فشار در يك اوريفيس با يك مانومتر U شكل مورب:
يك مانومتر آب به جريان بالا دستي و پايين دستي يك اوريفيس كه در مسير جريان هوا نصب است، وصل شده است. اختلاف ارتفاع ستون آب 10mm و لوله U بصورت مورب با زاويه 45 درجه ميباشد. ميباشد اختلاف فشار head آن را بر حسب N/m2يا Pa بيان نماييد:

pd = γ h sin(θ)
pd = (9.8 kN/m3)* (10^3 N/kN) *(10 mm)* (10^-3 m/mm)* sin(45)
= 69.3 N/m2 (Pa)

Example1 - Differential Pressure Measurement in an Orifice:
A water manometer connects the upstream and downstream of an orifice located in an air flow. The difference height of the water column is 10 mm. Describe the pressure difference head based on N/m2 (Pa):
.

pd = (9.8 kN/m3) *(10^3 N/kN) *(10 mm) *(10^-3 m/mm)
= 98 N/m2 (Pa)

Where

.
9.8 (kN/m3) is the specific weight of water in SI-units.
.
Example2-Differential Pressure Measurement with an Inclined U-Tube manometer:
A water manometer connects the upstream and downstream of an orifice located in an air flow. The difference height of the water column is 10 mm and the U-Tube is inclined to 45o. Describe the pressure difference head based on N/m2 (Pa):

.

pd = γ h sin(θ)
pd = (9.8 kN/m3)* (10^3 N/kN) *(10 mm) *(10^-3 m/mm) *sin(45)
= 69.3 N/m2 (Pa)

محاسبه وزن مخصوص آب 4 درجه سانتيگراد(KN/m3):

Specific Weight Water:

Specific weight for water at 39 oF (4 oC) is 62.4 lb/ft3 (9.81 kN/m3) in imperial units. Specific weight in SI units can be calculated like

γ = ρ g

where

γ = specific weight (N/m3)
ρ = density (kg/m3)
g =Acceleration of gravity (m/s2)

γ = (1000 kg/m3) (9.81 m/s2)
= 9810 N/m3
= 9.81 kN/m3