تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,304 |
تعداد مقالات | 15,975 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,346,539 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 15,116,525 |
بهینهسازی چند هدفه سیستمهای تبرید جذبی با زوج آب - مایع یونی با استفاده از الگوریتم ژنتیک | ||
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز | ||
مقاله 29، دوره 50، شماره 1 - شماره پیاپی 90، فروردین 1399، صفحه 249-258 اصل مقاله (1.68 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/jmeut.2020.7682 | ||
نویسندگان | ||
فواد نوری1؛ محرم جعفری* 2؛ مرتضی یاری3 | ||
1دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران | ||
2استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران | ||
3استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران | ||
چکیده | ||
عملکرد چرخه تبرید جذبی علاوه بر پیکربندی و موقعیت اجزای آن، به خواص ترمودینامیکی مخلوط آن نیز بستگی دارد. سیستمهای جذبی متداول از مخلوطهای آب - لیتیوم بروماید و آمونیاک – آب استفاده مینمایند. بدلیل مشکلات ناشی از استفاده این مخلوطها، محققها مایعات یونی را به عنوان جاذب جدید مبردها پیشنهاد کردهاند. در این تحقیق، عملکرد سیستم تبرید جذبی با دو مایع یونی مختلف از لحاظ ترمودینامیکی و اقتصادی بررسی شده و با سیستم آب – لیتیوم بروماید مقایسه شده است. روش بهینهسازی چند هدفه با استفاده از الگوریتم ژنتیک به منظور بهینه کردن سیستم استفاده شده است. خصوصیات ترمودینامیکی مخلوطها توسط مدل غیرتصادفی دو مایع محاسبه شدهاند. ضریب عملکرد، بازده اگزرژی و نرخ هزینه محصول پارامترهای هستند که بعنوان توابع هدف انتخاب شدهاند، مقادیر بهینه توابع هدف و متغیرهای طراحی بدست آمده و با مقادیر اولیه مقایسه شدهاند. در میان مخلوطهای شامل مایع یونی، بالاترین ضریب عملکرد و بازده اگزرژی و کمترین نرخ هزینه محصول برای زوج آب - 1- اتیل، 3- متیل ایمیدازولیوم تری فلرو استیت بدست آمده است. | ||
کلیدواژهها | ||
مایع یونی؛ چرخه تبرید جذبی؛ بهینه سازی چند هدفه؛ ترمواکونومیک | ||
مراجع | ||
[1] H.Z. Hassan, A.A. Mohamad, A review on solar cold production through absorption technology, Renewable and
Sustainable Energy Reviews, 16 (2012) 5331–5348.
[2] M. Sen, S. Paolucci, The use of ionic liquids in refrigeration, Proceedings of IMECE ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition, 2006.
[3] J. Sun, L. Fu, S.G. Zhang, A review of working fluids of absorption cycles, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16 (2012) 1899–1906.
[4] S. Kim, Y.J. Kim, Y.K. Joshi, A.G. Fedorov, P.A. Kohl, Absorption heat pump/refrigeration system utilizing ionic liquid and hydrofluorocarbon refrigerants, Journal of Electronic Packaging, 134 (2012) 1-9.
[5] X. Zhang, D. Hu, Performance analysis of the single-stage absorption heat transformer using a new working pair composed of ionic liquid and water, Applied Thermal Engineering 37 (2012) 129-135.
[6] X. D. Zhang, D. Hu, Performance simulation of the absorption chiller using water and ionic liquid 1-ethyl-3-methylimidazolium dimethylphosphate as the working pair, Applied Thermal Engineering, No. 31, pp. 3316-3321, 2011.
[7] S.Q. Liang, J. Zhao, L. Wang, X. L. Huai, Absorption refrigeration cycle utilizing a new working pair of ionic liquid type, Journal of Engineering Thermophysics, No. 31, pp. 1627-1630, 2010.
[8] Y. J. Kim, S. Kim, Y. K. Joshi, A. G. Fedorov, P. A. Kohl, Waste-heat driven miniature absorption refrigeration system using ionic-liquid as a working fluid, In Proceedings of the ASME5th International Conference on Energy Sustainability, Washington, DC, USA, 1299-1305, 2011.
[9] Y. J. Kim, S. Kim, Y. K. Joshi, A. G. Fedorovc, P. A. Kohl, Thermodynamic analysis of an absorption refrigeration system with ionic-liquid/refrigerant mixture as aworking fluid, Energy, No. 44, pp. 1005-1016, 2012.
[10] G. Zuo, Z. Zhao, S. Yan, X. Zhang, Thermodynamic properties of a new working pair: 1-ethyl-3-methylimidazolium ethylsulfate and water. Chemical Engineering Journal, No. 156, pp. 613-617, 2010.
[11] A. Yokozeki, M. B. Shiflett, Water solubility in ionic liquids and application to absorption cycles, Industrial & Engineering Chemistry Research, No. 49, pp. 9496-9503, 2010.
[12] L. E. Ficke, H. Rodriguez, J. F. Brennecke. Heat Capacities and Excess Enthalpies of 1-Ethyl-3-methylimidazolium-Based Ionic Liquids and Water. Journal of Chemical Engineering,. No. 53, pp. 2112-2119, 2008.
[13] E. S. Abumandour, F. Mutelet, Performance of an absorption heat transformer using new working binary systems composed of ionic liquid and water, Applied Thermal Engineering, No. 94, pp. 579-589, 2016.
[14] Y. J. Kim, M. Gonzalez, Exergy Analysis of an Absorption Refrigeration System Using an Iconic Liquid as a Working Fluid in the Chemical Compressor, International Refrigeration and Air Conditioning Conference, Purdue, July, 16-19, 2012.
[15] Chen, W., Liang, S., 2016. Thermodynamic analysis of absorption heat transformers using [mmim] DMP/H2O and [mmim]DMP/CH3OH as working fluids. Applied Thermal Engineering 99, 846-856.
[16] A. Yokozeki, M. B. Shiflett, Vapor-liquid equilibria of ammonia + ionic liquid mixtures, Applied Energy, No. 84, pp. 1258-1273, 2007.
[17] A. Yokozeki, Theoretical performances of various refrigerantabsorbent pairs in a vapor-absorption refrigeration cycle by the use of equations of state, Applied Energy, No. 80, pp. 383-399, 2005.
[18] Chen, W., Bai, Y., 2016. Thermal performance of an absorption-refrigeration system with [emim] Cu2Cl5/NH3 as working fluid. Energy 112, 332-341.
[19] I. Sujatha, G.Venkatarathnam, Performance of a vapour absorption heat transformer operating with ionic liquids and ammonia, , Energy, Volume 141, 15 December 2017, Pages 924-936.
[20] Wei Wu , Tian You , Haiyang Zhang , Xianting Li , Comparisons of Different Ionic Liquids Combined with Trans-1,3,3,3-tetraßuoropropene (R1234ze(E)) as Absorption Working Fluids, International Journal of Refrigeration (2017), doi: 10.1016/j.ijrefrig.2017.12.011.
[21] R.D. Misra, P.K. Sahoo, S. Sahoo, A. Gupta, Thermoeconomic optimization of a single effect water/LiBr vapour absorption refrigeration system, International Journal of Refrigeration, 26 (2003) 158–169.
[22] R.D. Misra, P.K. Sahoob, A. Guptab, Thermoeconomic evaluation and optimization of a double-effect H2O/LiBr vapour-absorption refrigeration system, International Journal of Refrigeration, 28 (2005) 331–343.
[23] M.Mishra, P.K. Das, S. Sarangi, Optimum Design of Cross flow Plate-Fin Heat Exchangers through Genetic Algorithm, International Journal of Heat Exchangers, 5 (2004) 379-402.
[24] S. Liang, W. Chen, Y. Guo and D. Tang, Ionic Liquids Facilitate the Development of Absorption Refrigeration Additional information is available at the end of the chapter, http://dx.doi.org/10.5772/58982.
[25] B. Bakhtiari, L. Fradette, R. Legros, J. Paris, A model for analysis and design of H2O–LiBr absorption heat pumps, Energy Convers Manage, No. 52, pp. 1439-1448, 2011.
[26] L. Hoffmann, I. Greiter, A. Wagner, V. Weiss, G. Alefeld, Experimental investigation of heat transfer in a horizontal tube falling film absorber with aqueous solutions of LiBr with and without surfactants, Int J Refrig, No. 19, pp. 331-341, 1996.
[27] R. Gomri, Second law comparison of single effect and double effect vapour absorption refrigeration systems, Energy Conversion and Management 50 (2009) 1279–1287
[28] H. Renon, J. M. Prausnitz, Local Compositions in Thermodynamic Excess Functions for Liquid Mixtures, AIChE Journal, 1968;14:135-144. No. 14, pp. 135-144, 1968.
[29] M. B. Shiflett, A. Yokozeki, Solubility and diffusivity of hydrofluorocarbons in room-temperature ionic liquids, AIChE Journal, No. 52, pp. 1205-1219, 2009.
[30] L. D. Simoni, L. E. Ficke, C. A. Lambert, M. A. Stadtherr, J. F. Brennecke, Measurement and Prediction of Vapor-Liquid Equilibrium of Aqueous 1-Ethyl-3-methylimidazolium-Based Ionic Liquid Systems, Ind. Eng. Chem. Res, No. 49, pp. 3893-3901, 2010.
[31] Y. Kaita, Thermodnamic properties of lithium bromide – water solutions at high temperatures, International Journal Refrigeration, No. 24, pp. 374-390, 2001.
[32] H. Rodriguez, J. F. Brennecke, Temperature and Composition Dependence of the Density and Viscosity of Binary Mixtures of Water + Ionic Liquid, Journal of Chemical Engineering, No. 51, pp. 2145-2155, 206.
[33] C. M. Tenney, M. Massel, J. M. Mayes, M. Sen, J. F. Brennecke, E. J. Maginn, A Computational and Experimental Study of the Heat Transfer Properties of Nine Different Ionic Liquids, Journal of Chemical & Engineering Data, No. 59, pp. 391-399, 2014.
[34] A. Bejan, G. Tsatsaronis, M. Moran, Thermal design and optimization. New York, John Wiley and Sons Inc, 1996.
[35] G. Florides, S. Kalogirou, S. Tassou, L. Wrobel, Design and construction of a LiBr–water absorption machine, Energy Convers Manage, No. 15, pp. 2483-2508, 2003.
[36] A. Bagherinejad, M. Yaghoubi, Exergoeconomic analysis and optimization of an Integrated Solar Combined Cycle System (ISCCS) using genetic algorithm, Energy Conversion and Management, No. 52, pp. 193-2203, 2011.
[37] J. H. Holland, Adaptation in natural and artificial systems. Ann Arbor: University of Michigan Press, 1975.
[38] G. Renner, A. Ekart, Genetic algorithms in computer aided design, Comput. Aided Design, 35 (2003) 709–726.
[39] N. Srinivas, K. Deb, Multiobjective optimization using non-dominated sorting in genetic algorithms, Evolutionary Comput, 2 (1994) 221–248.
[40] K. Deb, A. Pratap, S. Agarwal, T. Meyariva, A fast and elitist multi-objective Genetic Algorithm: NSGA-II. IEEE Trans. Evol. Comput, 6 (2002) 182–197.
[41] V. Gnielinski, New equations for heat and mass transfer in turbulent pipe and channel flow, Int Chem Eng, No. 16, pp. 359-367, 1976.
[42] T. Bergman, F. Incropera, Fundamentals of heat and mass transfer, Hoboken (NJ), Wiley, 2011.
[43] J. Holman, Heat transfer, New York, McGraw-Hill, 2002.
[44] V. patnaik, H. P. Blanco, W. A. Ryan, Asimple analytical model for the design of vertical tube absorbers, ASHRAE Trans, pp. 69-80, 1993. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 517 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 321 |