Geri Dön

Optimal residient retrofit design of heat-exchanger networks

Isı değiştirici ağlarının eniyi esnek retrofit tasarımı

PDF İndir

  1. Tez No: 50502
  2. Yazar: ALP ER ŞEVKİ KONUKMAN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. UĞUR AKMAN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 1996
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 173

Özet

Bu çalışma, yapısı önceden belirlenmiş ısı değiştirici ağlarının eniyi esnek yeniden- tasanmı üzerinedir. Tasarım parametreleri belirli bir ağ yapısı için olurluluk bölgesinin büyüklüğünü kaynak akımların sıcaklık ve debilerindeki belirsizlikler cinsinden sayısal olarak veren ve Tasarım Esnelik İndeksi olarak adlandırılan yeni bir indeks önerilmiştir. Tasarım Esneklik İndeksi, denetim değişkenlerinin alternatif yerleşimlerinin, öntasarımı yapılmış bir ağın olurlu çalışma bölgesi üzerindeki etkilerini değerlendirme olanağı sağlamakta ve ayrıca kurulu ağların esneklik ve denetlenebilirliklerini sağlıyabilecek yeniden-tasanm alternatiflerinin analizinde kolaylıkla kullanılabilmektedir. Ayrıca bu çalışmada, yapısı belirlenmiş ağlan esnek ve denetlenebilir olacak şekilde enaz maliyetle yeniden-tasanmlayan bir yaklaşım da önerilmiştir. Yapısı belirlenmiş ısı değiştirici ağlan için tasarım problemi (yeniden-tasanm), ağın hem enaz maliyeli hem de tüm kaynak akımların olası tüm yönlerindeki (artış veya azalış) bozucu etkileri karşılayabilecek yetide olmasını sağlayacak şekilde, tek bir doğrusal olamayan programlama problemi olarak sunulmuştur. Bu doğrusal olmayan eniyileme probleminin amacı, toplam yıllık maliyeti enazlıyacak bireysel ısı değiştirici alanlarını, nominal ek ısı alış-veriş miktarlarım ve yangeçit fraksiyonlann bulmaktır. Formülasyonda kullanılabilecek, kaynak akımlann tüm yönlerinde beklenilen bozucu etki miktannı tanımlamak amacıyla, Yeniden-Tasanm Esneklik İndeksi olarak adlandırılan yeni bir indeks önerilmiştir. Bu çalışmada, denetim değişkenlerini tasarım aşamasından sonra yerleştiren geleneksel yaklaşımların, bir ısı değiştirici ağı için sadece ağın esnekliğini sınırlamakla kalmayıp aynı zamanda bu çalışmada önerilen ve tasarım ve denetim değişkenlerini tasanm aşamasında birlikte değerlendiren eniyi esnek yeniden-tasanm yönteminden daha pahalıyavu sonuçlandığı gösterilmiştir. Ayrıca, esnek ağların, sanıldığının aksine, nominal koşullar için tasarlanan ağlardan daha fazla toplam ısı iletim alanına sahip olmasının gerekli olmadığı örnekler üzerinde gösterilmiştir.

Özet (Çeviri)

This study addresses optimal resilient retrofit design of heat-exchanger networks for predetermined structures. A new index, called the Design Resiliency Index, which numerically indicates the size of feasible region in terms of uncertain source-temperature or flowrates for the fixed design parameters of a network structure, is proposed. Design Resiliency Index provides the opportunity to compare the effects of alternative placement of control variables on the feasible operating range of a pre-designed heat-exchanger network and it is also easily applicable for analyzing the retrofit alternatives of installed networks to make them resilient and controllable. A new retrofit-design approach for given HEN structures, towards resilient and controllable designs at minimum cost is also proposed in this study. The task of designing a heat-exchanger network for a predetermined structure (retrofit design), which is not only economically at minimum cost but also has the ability to reject the disturbances predefined for all possible source streams and in all directions (increasing or decreasing), is introduced as a single nonlinear programming problem. The objective of this constrained nonlinear optimization problem is to find the individual exchanger areas, nominal utility consumptions, and nominal bypass fractions which minimize the total annualized cost (or the total area) of the given HEN structure and, at the same time, to satisfy the target- temperature constraints for set of disturbances predefined in all possible directions. For the definition of the expected disturbances for all possible directions in source streams, a new index, called the Retrofit Design Resiliency Index, is also proposed. It is shown in this study that designing a control system using conventional approaches which offer the placement of control variables after the design stage, not onlylimits the resiliency and hence the controllability range of a HEN, but also could be more expensive than the solutions generated by the optimal-resilient-retrofit-design method proposed in this study which incorporates the design and control variables in the retrofit stage. It is also shown on the demonstrated examples that the resilient HENs do not necessarily have more total heat-exchange area than the networks originally designed for nominal conditions, as commonly thought.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    947274

    Experimental study of substandard RC frames enhanced with tube-in-tube buckling-restrained braces

    Burkulmasi önlenmiş tüp içinde tüp çaprazlar ile iyileştirilmiş standart alti betonarme çerçevelerin deneysel çalişmasi

    EMİNE EVRİM OYGUÇ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2025

    Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Deprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ABDUL HAYIR

  2. Tez No

    918826

    Development of holistic methodology for sustainable adaptive reuse of public heritage buildings: Dokuz Eylul gate building of Kültürpark

    Tarihi kamusal yapılarda sürdürülebilir yeniden işlevlendirme üzerine bütüncül metodoloji önerisi geliştirilmesi: Kültürpark Dokuz Eylül kapısı

    SELİN GÜLEROĞLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Mimarlıkİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Mimarlık Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ZEYNEP DURMUŞ ARSAN

    PROF. DR. GÜLDEN GÖKÇEN AKKURT

  3. Tez No

    911016

    A real time experimental data-based method for assessing the impact of glazed curtain walls with trickle vents on indoor environmental quality

    Doğal havalandırma kanallı giydirme cephelerin iç ortam konfor koşullarına etkisinin gerçek zamanlı deneysel veri ile değerlendirilmesi için bir yöntem

    AHMET BİLER

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mimarlık Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜLTEN ASLIHAN ÜNLÜ

  4. Tez No

    909899

    Resilient supply chain network design for biomass-to-bioenergy with multiple feedstock type under uncertainty

    Belirsizlik altında çoklu hammadde kullanımı ile dirençli biyokütle tedarik zinciri ağ tasarımı

    YEŞİM GİTAL

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Endüstri ve Endüstri MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BİLGE BİLGEN

  5. Tez No

    467328

    Optimal distributed generation allocation and sizing in radial distribution networks by Cuckoo search algorithm

    Cuckoo arama algoritması ile radyal dağıtım şebekelerinde optimum dağıtık üretim yerleşimi ve boyutlandırılması

    MARYAM MAJIDI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. AYDOĞAN ÖZDEMİR

Geri Dön