در این پایان نامه، خشک کنهای استوانه ای بصورت کلی و جزئی مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است . همچنین روشی براساس مطالعات و تحقیقات علمی برای مدلسازی این نوع خشک کنها ارائه شده است ، نهایتا نرم افزار طراحی و شبیه سازی این نوع خشک کنها نوشته شده است . این نرم افزار امکان طراحی مناسب ، شبیه سازی و پیش بینی عملکرد خشک کنهای استوانه ای را مطابق با شرایط تعیین شده توسط کاربر فراهم می سازد. در انتها از نظر کیفی نتایج حاصل از شبیه سازی برای یک خوراک فرضی، مورد بررسی قرار گرفته و تاثیر ضخامت فیلم خوراک ، ضخامت استوانه خشک کن، ضریب انتقال حرارت هدایتی استوانه خشک کن، فشار کل سیستم، سرعت هوای روی استوانه خشک کن، دمای بخار داخل استوانه، سرعت چرخش و ... بر روی زمان خشک شدن و رطوبت نهایی محصول ارزیابی شده است . طبق این بررسی، با افزایش ضخامت فیلم خوراک ، زمان خشک شدن به شدت افزایش پیدا می کند. با افزایش ضخامت استوانه خشک کن، زمان خشک شدن افزایش می یابد. با افزایش ضریب انتقال حرارت هدایتی استوانه، زمان خشک کردن کاهش می یابد و همچنین مقدار کاهش زمانی موقعی که این ضریب کم می باشد، زیاد می شود. با افزایش دمای بخار استوانه خشک کن، مقدار رطوبت نهایی محصول کاهش پیدا می کند. با افزایش سرعت هوای اطراف استوانه خشک کن، زمان خشک شدن کاهش پیدا می کند، با افزایش سرعت چرخش استوانه خشک کن، مقدار رطوبت نهایی محصول افزایش پیدا می کند. با افزایش فشار کل، زمان خشک شدن افزایش پیدا می کند. همچنین نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج عملیاتی یک خشک کن مربوط به خشک کردن غذای کودک ، مورد مقایسه قرار گرفته است و مقدار 10 تا 15 درصد خطا مشاهده شده است .

در این پایان نامه، گلیات و جزئیات به پروژه تهیه نرم افزار شبیه سازی طراحی خشک کنهای پاششی بررسی گردیده است . نرم افزار بر اساس مطالعات و تحقیقات علمی بنیان نهاده شده و امکان انتخاب طراحی مناسب ، تعیین مشخصات اسپری، ظرفیت سنجی، طراحی تجربی و شبیه سازی یک خشک کن پاششی را مطابق با شرایط تعیین شده توسط کابر، فراهم می سازد. در این پایان نامه مثال هایی نیز جهت مقایسه نتایج این نرم افزار با موارد عملی ارائه گردیده است .

در میان روشهایی که برای جداسازی مواد بکار می رود تقطیر یکی از پیچیده ترین روش ها است که کاربرد وسیعی را در صنایع شیمیایی داراست . این پروژه با هدف بررسی پاسخ پایا و پویای برج تقطیر و مطالعه هیدرولیکی سینی های در طول مدت زمان کارکرد برج تعریف گردید. در این رابطه مدل های ریاضی برای حالت های پایا و پویای برج تقطیر توسعه داده شد. مدل پایای برج تقطیر در برگیرنده معادلات موازنه جرم، انرژی و معادلات تعادلی برای هر سینی می شد. بدین ترتیب برای محاسبه پارامترهای دما، دبی و غلظت اجزا هر فاز در سینی ها، سیستم معادلات جبری غیرخطی تشکیل گردید. مدل پویا تا حدی پیچیده تر از حالت پایا و شامل دو گروه معادلات می باشد. یک گروه معادلات دیفرانسیل غیرخطی مربوط به موازنه جرم و انرژی حول سینی ها، جوش آور و خنک کننده، و گروه دیگر معادلات جبری مربوط به پیش بینی خواص فیزیکی و تعادلی، هیدرولیک سینی، انتقال جرارت و جرم است . در شبیه سازی مدلها تا حد امکان فرضیات ساده شونده حذف شده و امکان انتخاب شبیه سازی، با توجه به تغییر پارامترهای محیطی، توسط کاربر فراهم شده است . پس از ارائه جزئیات در مورد شبیه سازی مدل برج تقطیر، نتاجی شبیه سازی حالت پایا و پویا با داده های حاصل از عملیات یک برج در اشل آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفته است . در این مقایسه میزان دقت و پیش بینی مدل از متغیرهای ورودی مورد بررسی قرار گرفت . نتایج حاصل از شبیه سازی برج تقطیر توسط نرم افزار موجود در حالت پایا، با نتایج نرم افزار hysys مقایسه شد. علاوه بر این نتایج حاصل از شبیه سازی یک مدل تئوری در حالت پایا توسط نرم افزار با نتایج نرم افزار hysys و proii مقایسه گردید که نتایج ارائه شده حاکی از قابلیت نرم افزار در پیش بینی قابل قبول حالت پایا و پویا می باشد.

تا کنون دو روش برای مسئله بازیافت انرژی و طراحی شبکه مبدلهای حرارتی مطرح شده است . در روش اول توسط تکنیکهای ریاضی مسئله با محدودیت در اتصال مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. این روش نیازمند حل معادلات بسیار زیاد پیچیده می باشد. روش دوم بر مبنای اصول تکنولوژی پینچ می باشد در این متدولوژی در روش عددی محاسبه نقطه پینچ و حداقل مصرف انرژی تغییراتی داده شده است تا بتواند برای حل مسائل با محدودیت در اتصال هدف گذاری انرژی انجام شود. اما متاسفانه استفاده از این روشها خیلی ساده نمی باشد لذا تحلیل شبکه توسط این روشها بسیار مشکل است و دید مفهومی کامل به طراح نمی دهد. در این پروژه روشی جدید برای طراحی شبکه مبدلهای حرارتی با محدودیت در اتصال مطرح گردیده است . در روش عددی محاسبه نقطه پینچ تغییراتی داده شده است که آنرا stream cascade table می نامیم. در این متد طراحی با بکارگیری یکی از تکنیکهای هوش مصنوعی که در سیستمهای متخصص بکار گرفته می شود گروههایی از جریانها را تشکیل می دهیم که در آنها محدودیت در اتصال وجود ندارد گروههای بدست آمده از لحاظ وضعیت مصرف انرژی در بهترین حالت در مقایسه با انتخابهای دیگر قرار دارند هر گروه بعنوان شبکه ای مستقل می باشد لذا مسائل بهینه سازی متداول در تکنولوژی پینچ اعمال می گردد و tmin هر شبکه محاسبه می شود پس از انجام تبادلات حرارتی میان گروهها بمنظور حداکثر تبادل انرژی جریانها هر شبکه طراحی شده و در نهایت شبکه ها در قالب یک شبکه کلی با یکدیگر تلفیق می گردند. از مزایای این روش استفاده از متدهای متداول تکنولوژی پینچ برای طراحی شبکه، سادگی در طراحی و پتانسیل استفاده از روشهای جدید طراحی شبکه مبدلها نظیر dualtemperature approach, pesudo pinch flexible pinch می باشد.