Development of a tool for analysis of helium refrigeration cycles // Développement d’un outil d’analyse et d’optimisation de cycles de refrigération d’Hélium

Internship Proposal

 

Supervisor

Golo ZICK responsible Cluster Processes

Subject

Development of a tool for exergetic analysis and optimization in helium refrigeration cycles

Duration

5-6 months

Proposed schedule

Fall 2016

Description of the project

The purpose of the internship is part of the integration of new tools in the process simulation process. A helium refrigeration cycle is composed mainly of heat exchangers and expansion turbines. Aspen HYSYS software currently used for process simulation of cryogenically separating the gas does not allow for exergetic simulations. Changing the topology of a simulation is laborious and time consuming; a preliminary exergetic analysis can be used to estimate the optimal performance and the number of turbines and temperature levels and could significantly reduce simulation time and increase confidence in the solution retention.

With the methods taught by Prof. Maréchal, such analysis is possible. A study of a cycle with typical constraints will be completed, with the goal of implementing a generalized tool that allows fast analysis at the beginning of each new project. This work will continue from a basis established during the summer of 2016.

Work and Expected Results

·               Starting with existing Aspen HYSYS simulations

·               Process study and generalization of the obtained results

·               Creation of a constrained optimization tool

·               Validation of results

Intern Profile

Candidate should be in his/her final year of engineering school

 

Desired skills:

·               Good knowledge of exergy analysis

·               Solid knowledge in thermodynamics, hydraulics & fluid mechanics

·               Good knowledge of a programming languages

·               Physical sense: understanding the phenomena involved

·               Autonomy and initiative

·               Capacity for teamwork with multiple interfaces

·               Innovative spirit and attracted  by the development in industry

·               Responsibility and professionalism necessary

Company

Air Liquide Advanced Technologies

Industry

Engineering and supply of equipment for the space sector, aerospace, research and energy.

Contact

Golo.ZICK@airliquide.com, ivan.kantor@epfl.ch

Compensation ~1070 EUR/month for 100% 

Address

Rue de CLÉMENCIÈRES – B.P. 15                                                   

38360 SASSENAGE / France

 

Maître de stage

Golo ZICK, responsable Pôle Procédés

Sujet

Développement d’un outil d’analyse et d’optimisation exergétique de cycles de refrigération d’Hélium

Durée du stage

5-6 mois

Compensation
~1070 EUR/mois

Date de début du stage

Automne  2016

Description de la mission

L’objet du stage s’inscrit dans le cadre de l’intégration de nouveaux outils dans le processus de simulation de procédés. Un cycle de réfrigération d’Hélium est composé principalement d’échangeurs de chaleur et de turbines de détente. Le logiciel Aspen Hysys, utilisé pour la simulation des procédés en cryogénie et pour la séparation des gaz, ne permet pas une analyse exergétique des simulations. La modification de la topologie d’une simulation étant laborieuse et chronophage, une analyse exergétique préalable permettant d’estimer le rendement optimal ainsi que le nombre et les niveaux de température des turbines pourrait réduire notablement le temps de simulation et augmenter la confiance dans la solution retenue.

Avec les méthodes enseignées par Prof. Maréchal, une telle analyse est possible. Après une étude d’un cycle avec des contraintes typiques, le but est d’implémenter un outil généralisé qui permet une analyse rapide au début de chaque nouveau projet.

Travaux et Résultats attendus

         Prise en main du simulateur Aspen Hysys pour la récupération des données

         Etude d’un procédé type et généralisation des résultats obtenus

         Création d’un outil d’optimisation sous contraintes

         Validation des résultats

Profil du stagiaire

Dernière année d’école d’ingénieur

Compétences souhaitées :

         Bonne maitrise des analyses exergétiques

         Connaissances solides en thermodynamique, hydraulique & mécanique de fluides

         Bonne maitrise d’un langage de programmation (type Visual Basic)

         Sens physique : compréhension des phénomènes mis en jeu

         Autonomie et initiative

         Capacité à travailler en équipe et avec des interfaces multiples

         Esprit innovant et attiré par le developpement en milieu industriel

         Sérieux et professionnalisme indispensables

Société 

AIR LIQUIDE Advanced Technologies

Secteur d’activité

Ingénierie et fournitures d’équipements pour les secteurs du spatial, de l’aéronautique, de la recherche et de l’énergie.

Contact

Golo.ZICK@airliquide.com  Tél. 04 76 43 66 38, ivan.kantor@epfl.ch 

Adresse

Rue de CLÉMENCIÈRES – B.P. 15                                                   

38360 SASSENAGE / France