دانشگاه تهران مهندسی بیوسیستم ایران 2008-4803 54 4 2023 12 22 Design, modeling, and optimization of shell and tube exchangers in the thermal network of greenhouse effluent treatment طراحی، مدل‌سازی و بهینهسازی مبدلهای پوسته و لوله در شبکه حرارتی تصفیه پساب گلخانه 19 28 97920 10.22059/ijbse.2024.375683.665547 FA سید امیر قرشی اسکوئی گروه مهندسی کشاورزی و فناوری، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران، تهران، ایران. مرتضی خشه چی گروه مهندسی کشاورزی و فناوری، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران، تهران، ایران. مسعود دهقانی صوفی گروه مهندسی کشاورزی و فناوری، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران، تهران، ایران. شیوا گرجیان گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس،تهران، ایران. علی ماشاالله کرمانی گروه مهندسی کشاورزی و فناوری، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران، تهران، ایران. Journal Article 2024 04 29 Due to the increase in freshwater demand and climatic threats such as the drought phenomenon, it is necessary to implement efficient methods in water and wastewater treatment. Therefore, it is very vital to provide solutions in the agricultural sector and related industries as the largest water consumer in the world. In this regard, the desalination of greenhouse effluent and its reuse by relying on different energy sources can be considered a big step towards the sustainable development of the agricultural industry. Shell and tube exchangers are widely used in various industries. This research is focused on design, simulation, and optimization of four exchangers connected together in the wastewater treatment network of a greenhouse with an area of 2000 m2 located in Tehran using HYSYS and EDR software. One of the advantages of this method compared to reverse osmosis is that it reduces pollution of the environment and water sources. Among the innovations of this research is the use of thermal methods in the agricultural industry. The obtained result shows that the first converter with a square arrangement includes 37 tubes with a length of 1650 mm, the second converter with a square arrangement includes 52 tubes with a length of 1850 mm, the third converter with a triangular arrangement includes 24 tubes with a length of 1700 mm, and the fourth with a square arrangement consisting of 24 tubes with a length of 800 mm. The network is optimal, and 160 L/h of freshwater are delivered to the greenhouse. با توجه به افزایش تقاضا آب شیرین و تهدیدات اقلیمی همچون پدیده خشکسالی، اجرای روش‌های کارآمد در تصفیه آب و پساب ضروری است؛ بنابراین ارائه راهکارها در بخش کشاورزی و صنایع وابسته به آن، به ‌عنوان بزرگ‌ترین مصرفکننده آب شیرین در جهان، بسیار حیاتی است. در این راستا، نمکزدایی پساب گلخانهها و استفاده دوباره آن با اتکا به منابع مختلف انرژی، میتواند گامی بلند در جهت توسعه پایدار صنعت کشاورزی تلقی گردد. مبدلهای پوسته و لوله به‌ عنوان رایجترین نوع مبدل در طیف گستردهای از صنایع کاربرد دارند. این پژوهش به طراحی، مدل‌سازی و بهینهسازی چهار مبدل حرارتی متصل‌ به ‌هم در شبکه حرارتی تصفیه پساب یک گلخانه به مساحت ۲۰۰۰ مترمربع واقع در تهران با استفاده از نرم‌افزارهای هایسیس و EDR پرداخته است. از مزایای این روش نسبت به اسمز معکوس، کاهش آلودگی محیط‌زیست و منابع آبی است. از جمله نوآوری‌های این مطالعه کاربرد روش حرارتی در صنعت کشاورزی است. نتیجه به‌ دست‌ آمده نشان میدهد که مبدل اول با چیدمان مربعی شامل ۳۷ لوله به طول ۱۶۵۰ میلیمتر، مبدل دوم با چیدمان مربعی شامل ۵۲ لوله به طول ۱۸۵۰ میلیمتر، مبدل سوم با چیدمان مثلثی شامل ۲۴ لوله به طول ۱۷۰۰ میلیمتر و مبدل چهارم با چیدمان مربعی شامل ۲۴ لوله به طول ۸۰۰ میلیمتر، شبکه در حالت بهینه بوده و در هر ساعت ۱۶۰ لیتر آب شیرین به گلخانه تحویل داده شد. https://ijbse.ut.ac.ir/article_97920_91a69ecb0e3a8b088a9fe0fa784f6a3c.pdf