آموزش ها مهندسی شیمی علم و دانش کسب و کار مهندسی شیمی

آموزش توامان نرم افزار Hysys و Aspen Plus _ گام اول : مقدمه

محمدرضا فرزان
نوشته شده توسط محمدرضا فرزان

مدل سازی به معنی توصیف ماهیت سیستم و انجام موازنه ی جرم و انرژی در قالب معادلات ریاضی نیازمند حل همزمان تعداد زیادی معادله جبری و دیفرانسیلی و دسترسی به تعداد زیادی ثوابت و ضرایب سینتیکی و ترومودینامیکی می باشد.

تاثیرات مستقیم و غیر مستقیم تکنولوژی بر زندگی بشر ،از جمله مسائلی است که بر کسی پوشیده نیست.ولی شاید این موضوع از دید اهالی علم فراتراز یک تاثیر ساده باشد.افزایش سرعت و دقتی که در انجام محاسبات،مدل سازی و پیش بینی فرایند هایی که توسط بشر تهیه شده است، نمونه ی کوچکی از نتایجی است که دانشمندان  در علوم و فنون مختلف را به ادامه ی کار امیدوارتر و ریزبین تر کرده است.در این سیر تکاملی  که در شاخه های مختلف علم در حال شکل گیری است، علوم مهندسی ؛ به خصوص علم مهندسی شیمی و نفت که سهم بسیار بزرگی را در اقتصاد و بازار سرمایه ی کشور ها  بازی می کند ، بسیار پیش گام بوده و دانشمندان و متخصصان به طور مدام در تلاش برای ارتقای آن هستند.این تلاش در جهت نزدیکتر کردن مدل های ارائه شده به واقعیت است،به نحوی که بتوان به کمک علم رایانه پیش بینی دقیقتر،محاسبات کم خطا تر والبته سریعتری را شاهد باشیم.

با توجه به همگراییه علم مهندسی شیمی با علم رایانه، نیاز به متخصصانی که بتوانند در این انقلاب سهمی را ایفا کنند به شدت احساس می شود.در انتقال این علم و مهارت، متخصصان ومهندسان فراوانی همت گمارده اند و با انتشار کتابها و جزوه های فراوان سعی در انتقال تجربیات خود داشته اند.ما نیز به عنوان جزء کوچکی از این جامعه سعی کرده ایم تا بر پایه ی تجربیات آنها ،ضمن پر کردن کمبود هایی که در امر آموزش و آن هم به واسطه به روز رسانی نرم افزار پیش می آید، تا حدودی پر کنیم.

در این جزوه ی آموزشی سعی بر آن است تا با روشی جدید و به کمک مثالهای فراوان ،ASPEN PLUS و HYSYS که  دو نرم افزار پر کاربرد در مهندسی شیمی برای شبیه سازی فرایند های پتروشیمی و پالایشگاهی و دارویی و در کل همه ی فرایند هایی که به نوعی با محاسبات ترمودینامیکی دخیل هستند آموزش داده شود.

از وجوه تمایز این جزوه ی آموزشی می توان به موارد زیر اشاره کرد

1.آموزش توامان دو نرم افزار و مقایسه ی کاربرد های آنها در زمینه های مختلف

2.استفاده از مثال های فراوان جهت آشنایی بهتر و تسلط بیشتر

3.تفکیک کاربرد نرم افزار در دروس اصلی مهندسی شیمی به نحوی که دانشجویان بتوانند ارتباط بهتری بین نرم افزار و دروس فرا گرفته شده برقرار کنند.

4.آشنایی با تجهییزات و ادوات صنعتی و نحوه ی کارکرد و طراحی آنها

5.توضیح جامع و کامل دلایل علمی استفاده از روابط و فرمول ها در قسمت های مختلف نرم افزار ها

6.استفاده از آخرین ورژن نرم افزارها

7.ایجاد پایه ی علمی جهت فراگیری سایر زمینه های نرم افزار ی مهندسی شیمی نظیر PIPING و CFD

HYSYS و ASPEN PLUS از جمله قوی ترین نرم افزار های شبیه سازی در زمینه ی مهندسی شیمیایی به حساب می آیند.مقایسه ی قابلیت های هر یک از نرم افزار های موجود و انتخاب نرم افزار مناسب به میزان وسعت کتابخانه ی عملیاتی آن و میزان دقت و فراوانی داده های ترموفیزیکی موجود در آن وابسته است.که این دو نرم افزار در کنار هم با در بر داشتن بانک اطلاعاتی قوی و تعداد بسیار زیادی معادله ی ترمودینامیکی،بهترین انتخابها برای مدل سازی ترومودینامیکی فرایند ها به حساب می آیند.در واقع اهمیت مدل سازی زمانی مشخص می شود که بتوانیم با داشتن اطلاعات اولیه،با استفاده از مدل هایی با پایه ی ریاضی ، به اطلاعاتی در مورد خروجی سیستم دست پیدا کرد و به یک دید بسیار نزدیک به واقعیت در مورد نحوه ی کارکرد سیستم دست یافت.مدل سازی ضمن کاهش هزینه های مربوط به طراحی سیستم، وابستگی پارامتر های مختلف به هم و تاثیر متقابل آنها بر یکدیگر و همچنین بر خروجی سیستم رانمایان می سازد.از این رو می توان سیستم را طوری تنظیم کرد که بیشترین بازده و کارایی را داشته باشد.

1 معرفی نرم افزار ها

1.1 HYSYS :

شاید بارزترین ویژگی نرم افزار HYSYS را بتوان در وسعت اطلاعات کتابخانه ای آن و وسعت معادلات ترمودینامیکی آن دانست.همین بانک اطلاعاتی بسیار قوی به مهندسان این امکان را می دهد که محاسبات را بسیار سریع انجام دهند و با تنظیم پارامتر ها، و انتخاب بهترین تجهیزات و ادوات،بهینه ترین طراحی را چه از نظر اقتصادی و چه از نظر مهندسی انجام دهند.به عنوان مثال مهندسان می توانند پدیده ی طغیان در برج های تقطیر و یا پدیده ی جرم گرفتگی در مبدل های حرارتی را بررسی کنند و آن را به حداقل برسانند.

این نرم افزار برخلاف بسیاری از نرم افزار های موجود بسیار محاوره ای و کاربر پسند است و در عین حال برای بسیاری از سیستم ها کاربرد دارد و محاسبات مربوط را بسیار دقیق انحام می دهد.در ضمن عملیات واحد های مختلف مثل مبدل های حرارتی،تجهیزات دوار مثل پمپ ها و کمپرسور،بج های تقطیر ، راکتور ها و عملیات جداسازی را در خود جای داده است.اتصال این نرم افزار به سایر نرم افزار ها مثل EXCEL وWORD و  MATLAB،از ویژگی های بارز نرم افزار HYSYS به شمار می آید.

2.1 ASPEN PLUS :

شاید شباهت بسیار زیاد نرم افزار ASPEN PLUS در شبیه سازی ترمودینامیی به نرم افزار HYSYS و از طرفی کاربر پسند تر بودن HYSYS سبب شده که کاربران به استفاده از نرم افزار HYSYS بسنده کنند. غافل از این که بانک اطلاعاتی بسیار قوی نرم افزار ASPEN PLUS سبب تمایز این نرم افزار از سایر نرم افزارها ی شبیه سازی شده ،ضمن اینکه در بساری از موارد طراحان جهت رفع کمبود های نرم افزار HYSYS از بانک اطلاعاتی ASPEN PLUS استفاده می کنند.

در ادامه قصد داریم که نحوه ی کارکرد با این دو نرم افزار بسیار قوی در زمینه ی شبیه سازی را به صورت توامان  آموزش داده و با حل مثال های فراوان تسلط کاربران را بر حل مسائل مطرح شده در مهندسی شیمی بیافزاییم.

درباره نویسنده

محمدرضا فرزان

محمدرضا فرزان

1 دیدگاه

درج دیدگاه