Skip to main content
SUPERVISOR
Arjomand Mehrabani zeinabad,Mohsen DavazdahEmami
ارجمند مهربانی زین آباد (استاد راهنما) محسن دوازده امامی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Fatemeh Allahdadi Kheiri
فاطمه الله دادی خیری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1383

TITLE

Simulation of Flare Systems Based on Artificial Neural Network Model ( Artificial Intelligence )
Combustion process in flare systems is very important from protection of environment aspects. It is used heavily in chemical industries especially in refinery, gas and petrochemical plants. In this process poisonous, combustive and corrosive gases are converted into less hazardous materials. The length and amount of flame deviation due to cross flow (wind) are two major subjects in non-premixed flames of flares. The shape and length of flame play an important role in radiative heat transfer to equipments in site as well as calculation of flare height. In order to study different factors such as ratio of cross flow to the flow of discharged fuel jet, heating value of the fuel, and Wobbe number on shape and length of flame, simulation of combustion process in flare at jet velocities of 40 m/s and various cross flow velocities have been done. According to results, the flame length decreases initially by increasing of the ratio of air velocity to jet velocity and then it increases. It also can be understood that flames with higher heating value are longer and fuels with similar Wobbe number results in similar flame shapes. In order to prepare a comprehensive model for fast prediction of length and deviation of flame, an Artificial Neural Network (A.N.N.) model was designed and developed. For this purpose, all of required data for preparing A.N.N. model were obtained from simulation of combustion process in flare at jet velocities of 20, 30, 40, 60 and 80 m/s and various cross flow velocities. Another A.N.N model was designed and developed for identifying the combustion specification such as heating value, stoichiometric mass ratio of oxidant to fuel, and enthalpy of combustion product. The required data for using in A.N.N. model for various fuels is obtained from a pre-developed program based on chemical equilibrium. Also for easy generation of data for conventional design methods of flare and developed A.N.N. model, a software with user friendly graphical interface is designed and created.
فرآیند احتراق در برج‌های سوزا، از لحاظ حفاظت محیط زیست از اهمیت ویژه ای برخوردار است و در صنایع شیمیایی به ویژه صنایع نفت و گاز و پتروشیمی‌ کاربرد فراوانی دارد. در طی این فرآیند گازها و بخارات سمی، آتشزا و خورنده به موادی با آلودگی کمتر و کم خطرتر می‌شوند. طول و میزان انحراف شعله در اثر جریانهای عرضی هوا از موضوعات مهم درارتباط با شعله‌های غیر پیش مخلوط برج‌های سوزا، می‌باشد. شکل و طول شعله نقش مهمی در سطح انتقال حرارت تابشی برج‌سوزا با تأسیسات مجاور و تعیین ارتفاع برج‌سوزا ایفا می‌کند. برای بررسی پارامترهای مختلف مانند نسبت سرعت جریان عرضی هوا به سرعت جت خروجی از برج، ارزش حرارتی سوخت و عدد وبی بر ساختار و طول شعله، شبیه‌سازی عملکرد احتراقی برج‌سوزا در سرعت جت 40 متر بر ثانیه وسرعت‌های مختلف جریان عرضی هوا انجام شد. بر اساس نتایج به‌دست آمده طول شعله با افزایش نسبت جریان عرضی هوابه سرعت جت خروجی از برج ابتدا کاهش و سپس افزایش می‌یابد. در ضمن مشخص گردید شعله هایی با ارزش حرارتی بالاتر دارای طول بیشتری هستند و سوخت‌هایی با عدد وبی یکسان شعله های مشابهی دارند. به منظور ایجاد یک مدل جامع برای پیش بینی سریع طول وانحراف شعله یک مدل شبکه عصبی طراحی و تهیه گردید. در این ارتباط شبیه سازی شعله برج‌سوزا در سرعت‌های جت 20،30 ،40 ، 60 و 80 متر برثانیه و سرعت‌های مختلف جریان عرضی هوا برای تهیه داده‌های مورد نیاز برای تهیه مدل شبکه عصبی انجام شد. برای تعیین ویژگیهای احتراقی مورد نیاز سوخت‌های مختلف مانند ارزش حرارتی، نسبت جرمی استوکیومتریک اکسیدکننده (هوا) به سوخت و آنتالپی محصولات احتراق یک مدل شبکه عصبی دیگر نیز تهیه و مورد استفاده قرار گرفت و از یک کد برنامه نویسی شده مبتنی بر تعادل شیمیایی برای ایجاد داده‌های مورد نیاز برای آموزش و ارزیابی این شبکه استفاده شد. برای ایجاد سهولت در جهت انجام طراحیهای متداول برج‌سوزا و طراحی مبتنی بر مدل‌های شبکه عصبی یک نرم افزار گرافیکی هوشمند نیز با قابلیت دسترسی و بهره برداری آسان طراحی و تهیه گردید.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی