ارائه روش جامع ترکیبی با کمک مدلسازی و حل معادله موازنه جرمی آب با چند مجهول جهت محاسبه مقادیر آب مصرفی در صنایع با محوریت بر صنعت تولید فولاد

به منظور حفظ محیط زیست و رعایت الزامات تولید فولاد سبز، مصرف بهینه و بازچرخانی آب اهمیت بسزایی دارد. برای بازچرخانی آبی که در فرآیند تولید دچار تغییر دما شده، از برج‌های خنک‌کننده (کولینگ تاور) استفاده می‌شود. این تجهیز بر اساس تبخیر آب کار می‌کند ولی اندازه‌گیری مقدار تبخیر امکان پذیر نبوده و محاسبه آن نیز نیازمند مدلسازی و شبیه‌سازی با درنظرگیری عوامل پرشمار فیزیک و شیمیایی محیط و فرآیند می‌باشد که بسیار وقت‌گیر و هزینه‌بر است. همچنین در بسیاری از موارد، مقادیر آب دورریز از برج‌های خنک‌کننده، اندازه‌گیری نمی‌شوند. بنابراین برقراری موازنه جرمی و ممیزی آب در واحدهای صنعتی با مشکل یک معادله و چند مجهول مواجه می‌گردد. در تحقیق حاضر روشی برای تعیین مقادیر آب دورریز و تبخیر شده در یک کارخانه تولید فولاد ارائه شد. ابتدا با استفاده از مدلسازی مقادیر آب تولیدی در فرآیند تولید آهن اسفنجی محاسبه شد. سپس بر اساس موازنه جرمی و با استفاده از مقادیر آب تولیدی و اندازه‌گیری شده با شمارنده و نیز محاسبه آب دورریز برج خنک‌کننده از طریق مشخصات شیمیایی آب، مقادیر تبخیر در هر قسمت با روش‌های بهینه‌یابی نظیر گرادیان کاهشی تعمیم‌یافته غیر خطی تعیین شد. مزیت بزرگ این روش برآورد اطلاعات کاملی در خصوص مصارف آب از داده‌های محدود موجود ، با صرف وقت و هزینه کمتری نسبت به مدلسازی و شبیه‌سازی می باشد. بر اساس این محاسبات، موازنه جرمی در کل واحد تولیدی برقرار بوده و مقادیر تبخیر و آب دورریز در هر دوره زمانی قابل پیشبینی و محاسبه می باشد.