Kini, rangkaian penukar haba menjadi semakin penting dalam setiap satu loji perindustrian kimia di seluruh dunia. Hal in kerana, ia adalah dicipta and berfungsi untuk mengurangkan penggunaan tenaga yang akan menyebabkan penjimatan kos operation and menyumbang kepada sebuah persekitaran yang lebih bersih daripada pencemaran. Oleh sebab itu, pemahaman tentang kelakuan dinamik rangkaian penukar haba and hubungan antara penukar-penukar haba dalam rangkaian tertentu. Dengan memperkenalkan Python sebagai satu platform terbuka untuk melakukan simulasi HEN tanpa memerlukan sebarang lessen akan sangat berguna dalam membantu pemahaman pelajar tentang konsep asas rangkaian penukar haba. Dalam kajian penyelidikan ini, model rangkaian penukar haba telah dibina berdasarkan model matematik keseimbangan tenaga. Model yang dibina telah disimulasi dalam Python dengan menggunakan fungsi ODEINT yang diimport daripada sumber perpustakaan Python, Scipy.
Hasil simulasi yang diperoleh daripada model rangkai penukar haba yang dibina dalam Python telah disahkan dengan dua sumber dalam keadaan mantap dan dinamik. Pertama ailah nilai yang dinyatakan dalam kajian penyelidikan yang diterbit dan kedua ialah pengikaran berangka dalam Microsoft Excel. Seterusnya, analisis sensitiviti yang dilakukan pada model tersebut menunjukkan bahawa kedua-dua faktor iaitu kadar aliran jisim dan suhu mempunyai kesan terhadap suhu akhir ketiga-tiga aliran dalam rangkaian penukar haba yang dicadangkan. Walaubagaimanapun, perubahan dalam suhu masuk mempunyai kesan yang lebih tinggi daripada perubuhan dalam kadar aliran jisim kepada terhadap suhu akhir ketiga-tiga aliran dalam rangkaian penukar haba yang dicadangkan.
_______________________________________________________________________________________________________
Heat exchanger network (HEN) is gaining its importance in every single chemical industrial plant worldwide. This is due to it is designed for the reduction in energy consumption which leading to a saving in the operational cost and contributes to a greener environment. Thus, it is very crucial to understand the dynamic behavior of the heat exchanger and the relationship between the heat exchangers present in the particular HEN. By introducing Python as an open source platform to allow the simulation of HEN without the need of a license will be greatly helpful in helping the student to understand the basic concept of HEN. In this work, HEN model was developed based on the energy balance mathematical model. The model was simulated in Python using ODEINT function imported from Scipy library.
The simulated results from the developed HEN model were validated with the values stated in literature and the Microsoft Excel numerical calculation for both steady state and dynamic conditions. The sensitivity analysis on the same model showed that both inlet mass flow rate and inlet temperature of the streams had effect towards the final temperature of the streams based on the configuration of HEN. Any changes in both Stream H2 and C1 had effected the whole HEN but Stream H1 did not. However, the changes in the inlet temperature of the streams had a slightly higher effect than those in the inlet mass flow rate of the streams.
Dynamic simulation of heat exchanger network (hen) using python / Lee Yong Xin