تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,293 |
تعداد مقالات | 15,839 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,053,939 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 14,842,376 |
بررسی قانون اول و دوم یک سیستم جدید جهت تولید توان، گرمایش، هیدروژن با استفاده از سیستم پیل سوختی پلیمری | ||
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز | ||
مقاله 11، دوره 54، شماره 2 - شماره پیاپی 107، مرداد 1403، صفحه 99-108 اصل مقاله (749.08 K) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/jmeut.2024.61594.3409 | ||
نویسنده | ||
مهران عبدالعلی پورعدل* | ||
استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی جندیشاپور دزفول، دزفول، ایران | ||
چکیده | ||
استفاده از سیستم تولید همزمان برای نیروگاهها می تواند روشی امیدوارکننده برای افزایش راندمان سیستم از نظر انرژی و اگزرژی باشد. در این مطالعه، یک سیستم تولید چندگانه که شامل چرخه رانکین آلی، آبگرمکن داخلی، الکترولایزر غشاء پروتونی و پیل سوختی غشاء تبادل پروتونی پیشنهاد شده است. در این سیستم ترکیبی از بازیابی گرمای هدر رفت پیل سوختی استفاده شده است. این سیستم مورد تحلیل انرژی و اگزرژی قرار گرفته و تاثیر پارامترهای مهمی همانند دمای تبخیرکن، اختلاف دمای تنگش تبخیر کن، چگالی جریان و دمای پیل سوختی روی پارامترهای عملکردی سیستم بررسی شده است. برای سیستم پیشنهادی توان تولیدی پیل سوختی 4/609 کیلووات، مقدار هیدروژن تولیدی 137/0 کیلوگرم بر ساعت، گرمایش 2/210 کیلووات، تولید توان سیستم 9/588 کیلووات، بازده حرارتی پیل سوختی %71/53، بازده حرارتی کل %76/71 و بازده اگزرژی کل %84/54 محاسبه شده است. | ||
کلیدواژهها | ||
تحلیل انرژی؛ تحلیل اگزرژی؛ سیستم تولید همزمان؛ الکترولایزر غشاء پروتونی؛ پیل سوختی غشاء تبادل پروتونی؛ رانکین آلی | ||
مراجع | ||
[1] Chammam A, Tripathi AK, Alvarez JRN, Alsaab HO, Romero-Parra RM, Mayet AM, et al. Multiobjective optimization and performance assessment of a PEM fuel cell-based energy system for multiple products. Chemosphere. 2023;337:139348. [2] Abdolalipouradl M, Mohammadkhani F, Khalilarya S, Jafarmadar S. Thermodynamic Analysis of New Cogeneration Cycle Based on Gaynarje Hotspring. International Journal of Engineering. 2020;33(6):1149-55. [3] Jiao K, Wang B, Du Q, Wang Y, Zhang G, Yang Z, et al. Water and thermal management of proton exchange membrane fuel cells: Elsevier; 2021. [4] Kaur G. PEM fuel cells: fundamentals, advanced technologies, and practical application: Elsevier; 2021. [5] Santarelli M, Torchio M. Experimental analysis of the effects of the operating variables on the performance of a single PEMFC. Energy conversion and management. 2007;48(1):40-51. [6] Bıyıkoğlu A. RETRACTED: Review of proton exchange membrane fuel cell models. Elsevier; 2005. [7] Özgür T, Yakaryilmaz AC. Thermodynamic analysis of a Proton Exchange Membrane fuel cell. International Journal of Hydrogen Energy. 2018;43(38):18007-13. ]8 [صباغی م, سفید م. بررسی چرخه اصلاح شده رانکین آلی به منظور تولید هیدروژن و آب شیرین با استفاده از انرژی زمین گرمایی و زیستتوده از دیدگاه انرژی، اگزرژی، اقتصادی و زیست محیطی. مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز. 2023;52(4):301-10. ]9 [اشجاری اقدم س, جعفرمدار ص, خلیلآریا ش, چیت ساز خویی ع. شبیه سازی و بررسی پارامتری سیستم تولید سه گانه توان، گرما و تبرید با استفاده از سلولهای خورشیدی متمرکز و خنک کننده ترموالکتریک. مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز. 2023;53(1):41-9. [10] Tao H, Al Mamun K, Ali A, Solomin E, Zhou J, Sinaga N. Performance enhancement of integrated energy system using a PEM fuel cell and thermoelectric generator. International Journal of Hydrogen Energy. 2024;44(51):1280-92. [11] Sabbaghi MA, Baniasadi E, Genceli H. Thermodynamic assessment of an innovative biomass-driven system for generating power, heat, and hydrogen. International Journal of Hydrogen Energy. 2024. [12] Marandi S, Mohammadkhani F, Yari M. An efficient auxiliary power generation system for exploiting hydrogen boil-off gas (BOG) cold exergy based on PEM fuel cell and two-stage ORC: Thermodynamic and exergoeconomic viewpoints. Energy Conversion and Management. 2019;195:502-18. [13] Marandi S, Sarabchi N, Yari M. Exergy and exergoeconomic comparison between multiple novel combined systems based on proton exchange membrane fuel cells integrated with organic Rankine cycles, and hydrogen boil-off gas subsystem. Energy Conversion and Management. 2021;244:114532. [14] Abdolalipouradl M, Khalilarya S, Mohammadkhani F. Hydrogen Production Using Proposed Cycle from Sabalan Geothermal Wells via Proton Exchange Membrane Electrolysis. Modares Mechanical Engineering. 2020;20(2),(in persian). [15] Ahmadi MH, Mohammadi A, Pourfayaz F, Mehrpooya M, Bidi M, Valero A, et al. Thermodynamic analysis and optimization of a waste heat recovery system for proton exchange membrane fuel cell using transcritical carbon dioxide cycle and cold energy of liquefied natural gas. Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2016;34:428-38. [16] Wang D, Dhahad HA, Ali MA, Almojil SF, Almohana AI, Alali AF, et al. Environmental/Economic assessment and multi-aspect optimization of a poly-generation system based on waste heat recovery of PEM fuel cells. Applied Thermal Engineering. 2023;223:119946. [17] Gharibzadeh S, Motallebzadeh R, Jafarmadar S, Ebrahimpour A. Comprehensive optimization of an integrated energy system for power, hydrogen, and freshwater generation using high-temperature PEM fuel cell. Case Studies in Thermal Engineering. 2024;56:104181. [18] Li Z, Khanmohammadi S, Khanmohammadi S, Al-Rashed AA, Ahmadi P, Afrand M. 3-E analysis and optimization of an organic rankine flash cycle integrated with a PEM fuel cell and geothermal energy. International Journal of Hydrogen Energy. 2020;45(3):2168-85. [19] Abdolalipouradl M, Mohammadkhani F, Khalilarya S, Yari M. Thermodynamic and exergoeconomic analysis of two novel tri-generation cycles for power, hydrogen and freshwater production from geothermal energy. Energy Conversion and Management. 2020;226:113544. [20] Mehdikhani V, Mirzaee I, Khalilian M, Abdolalipouradl M. Thermodynamic and exergoeconomic assessment of a new combined power, natural gas, and hydrogen system based on two geothermal wells. Applied Thermal Engineering. 2022;206:118116. [21] Abdolalipouradl M, Mousavi V, Mohammadkhani F, Yari M. Proposing new configurations of flash cycle for effective utilization of geothermal resources: thermodynamic and exergoeconomic assessments. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. 2022;44(10):465. [22] Bejan A, Tsatsaronis G, Moran M. Thermal design and optimization: John Wiley & Sons; 1996. [23] Nafey A, Sharaf M. Combined solar organic Rankine cycle with reverse osmosis desalination process: energy, exergy, and cost evaluations. Renewable Energy. 2010;35(11):2571-80. [24] Gholizadeh T, Vajdi M, Mohammadkhani F. Thermodynamic and thermoeconomic analysis of basic and modified power generation systems fueled by biogas. Energy conversion and management. 2019;181:463-75. [25] Abdolalipouradl M, Khalilarya S, Jafarmadar S. Energy and Exergy Analysis of a New Power, Heating, Oxygen and Hydrogen Cogeneration Cycle Based on the Sabalan Geothermal Wells. International Journal of Engineering. 2019;32(3):445-50. [26] Klein S, Alvarado F. EES—Engineering Equation Solver. F-Chart Software. 2002. [27] Ni M, Leung MK, Leung DY. Energy and exergy analysis of hydrogen production by a proton exchange membrane (PEM) electrolyzer plant. Energy conversion and management. 2008;49(10):2748-56. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 45 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 39 |