دانلود مقاله طراحی ترمو اقتصادی سیکل لینده – همپسون برای مایع سازی گاز آرگون

دانلود مقاله طراحی ترمو اقتصادی سیکل لینده – همپسون برای مایع سازی گاز آرگون

چکیده

مایع سازی گازها در بسیاری از صنایع از اهمیت کلیدی برخوردار است؛ یکی از گاز‌هایی که دارای مصرف زیاد به‌صورت مایع است، گاز آرگون می‌باشد. جهت مایع سازی از روش‌ها و فرآیند‌های مختلفی استفاده می‌شود اما نکته حائز اهمیت آن است که هزینه‌ی مایع سازی چه در مورد آرگون و چه سایر گاز‌ها معمولاً بسیار بالاست. لذا در این مقاله با تحلیل ترمو اقتصادی سیکل‌های مایع ساز گاز آرگون، بهترین سیکل ازنظر ترمودینامیکی و اقتصادی را پیدا کردیم. بدین منظور چند سیکل پرکاربرد را ابتدا بررسی و سیکل لینده – همپسون را انتخاب کرده و با نوشتن معادلات ترمو اقتصادی برای هر جزء، سیستم کلی را بهینه‌سازی کردیم. در نهایت مقادیر بهینه ی ترمودینامیکی و اقتصادی برای این سیکل بدست می آید.

کلمات کلیدی

مایع سازی، گاز آرگون، بهینه‌سازی، لینده – همپسون، اقتصادی، ترمواقتصادی، میعان، ترمودینامیکی

۱- مقدمه

عنصر آرگون در جدول تناوبی با نشان Ar و عدد اتمی ۱۸ قرارگرفته است . آرگون که سومین گاز بی‌اثر در گروه ۸ است. تقریباً ۰٫۹۳۴ درصد اتمسفر زمین را تشکیل می‌دهد. آرگون ۵/۲ مرتبه حل‌شدنی‌تر از نیتروژن در آب است و تقریبا قابلیت حل شدن آن شبیه اکسیژن است.

این عنصر شیمیایی ساکن ، در هر دو حالت گاز و مایع خود بی‌اثر است. هیچ‌گونه ترکیب واقعی که شامل آرگون باشد، شناخته‌نشده است.[۱]

چون این گاز یک گاز بی‌اثر و درعین‌حال غیر مغناطیسی است و درعین‌حال دارای دمای ذوب و جوش قابل‌توجهی است.

در صنایع مختلفی چون پتروشیمی و نفت دارای کاربردهای مهمی است. دمای ذوب آن  ۸۳٫۸ کلوین و دمای جوش آن ۸۷٫۳ کلوین است. این گاز از طرِیق تجزیه جز به‌جز هوای مایع جدا می‌شود و عمدتاً به‌صورت مایع، ذخیره و حمل‌ونقل می‌شود.[۱]

آرگون ارزان‌ترین گاز بی‌اثر است و در بسیاری از صنایع و همچنین سایر کاربردها که نیاز به استفاده از گاز بی‌اثر وجود دارد، اهمیت آرگون نمایان می‌شود. به‌خصوص زمانی که بدانیم نیتروژن که فراوانی آن در هوای اتمسفر هم بیش‌تر است.  به‌اندازه کافی و کامل بی‌اثر نیست. آرگون درزمینه های ، علمی، درمانی و حتی زندگی روزمره انسان‌ها دارای کاربرد است.