تعداد نشریات | 43 |
تعداد شمارهها | 1,276 |
تعداد مقالات | 15,774 |
تعداد مشاهده مقاله | 51,885,606 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 14,702,045 |
بررسی انرژی و اگزرژی و بهبود چرخه رانکین آلی برای بازیافت گرمای تلف شده | ||
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز | ||
مقاله 17، دوره 48، شماره 4، بهمن 1397، صفحه 153-161 اصل مقاله (2.5 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
نویسندگان | ||
مهدی دیمی دشت بیاض* 1؛ سعید محمدی2 | ||
1استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه حکیم سبزواری،سبزوار، ایران | ||
2دانشجو کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه حکیم سبزواری،سبزوار، ایران | ||
چکیده | ||
افزایش قیمت سوخت و محدودیت انتشار آلاینده دیاکسید کربن سبب ایجاد روشهای مختلفی برای افزایش بازده گرمایی موتورهای احتراق داخلی شده است. یکی از این روشها تبدیل انرژی گرمایی تلفشده موتور به انرژی مکانیکی یا الکتریکی است. در این پژوهش به بررسی و بکارگیری گرمای اتلافی از گازهای خروجی موتور احتراق داخلی MTU-16V، در یک چرخه رانکین آلی برحسب راندمان قوانین اول و دوم ترمودینامیک پرداخته شده است. با گرمای تلفشدهی گازهای خروجی که برابرkW 862 است، مقدار توان خالص برای سیالهای کاری مختلف شامل R600a، R600 و R245fa مورد بررسی قرارگرفته، که بیشترین توان خالص خروجی برای سیال کاری R245fa و برابر kW 23/37 بدست آمد و در مقایسه با سیال کاریهای R600a و R600 افزایش توان خروجی به ترتیب حدود ۶% و 2% بوده است. همچنین سیالهای کاری از لحاظ دبی حجمی سیال و کاهش حجم مورد نیاز بررسی شده، که برای سیال کاری R600a کمترین مقدار به دست آمد. همچنین تأثیرات دمای ورودی توربین بر دبی حجمی خروجی و اثر فشار ورودی توربین بر بازده انرژی و اگزرژی و بازگشتناپذیری کل سیستم و اثر افزایش دمای محیط بر روی بازگشتناپذیری هر یک از اجزا سیستم و اثر افزایش دمای محیط بر روی بازده اگزرژی بررسی شده است. بر اساس نتایج بهدستآمده از میان سیالهای کاری مورد بررسی، سیال R245fa از نظر بازده قوانین اول و دوم ترمودینامیک برای به کارگیری در چرخهی آلی بهترین عملکرد را داراست. | ||
کلیدواژهها | ||
بازیابی گرمایی؛ چرخه رانکین آلی؛ موتور احتراق داخلی؛ شبیه سازی ترمودینامیکی | ||
مراجع | ||
[1] Taehong. S, Kyung. C. K, Thermodynamic analysis of a novel dual- loop organic Rankine cyclefor engine waste heat and LNG cold. Applied Thermal Engineering, Vol. 100, No. 1, pp.1031–1041, 2016 [2] ذوقی م و جواهرده ک، تحلیل پارامتری و بهینه سازی چرخه رانکین آلی بازیاب با محرک انرژی خورشیدی. نشریه علمی پژوهشی مهندسی و مدیریت انرژی دانشگاه کاشان، ش. 1، ص 54- 65، 1394. [3] حاج عبداللهی ح و حسن پور م، بهینه سازی فنی - اقتصادی چرخه رانکین آلی به همراه بازیاب با در نظر گرفتن سیالات کاری مختلف. د. 47، ش. 2، ص.31-40، 1396. [4] شعبانپور ر و مهدی پور ر، تحلیل عملکرد چرخه نیروگاه خورشیدی فرسنل با سیال کاری های مختلف. مجله مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز، د. 47، ش. 2، ص. 121-113، 1396. [5] میراحمدی گلرودباری س و کلته م، تحلیل انرژی و اگزرژی چرخه رانکین دو مرحلهای با بازیاب. دومین همایش ملی انتقال گرمای و جرم ایران، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران، 1393. [6] Liu. B, Chien. K, Effect of Working Fluid on organic Rankine cycle for waste heat Recovery. Energy, Vol. 29, No. 8 pp. 1207-1217, 2004 [7] Andersen. W.C, Bruno. T.J, Rapid screening of fluids for chemical stability inorganic rankine cycle. applications, Industrial and Engineering Chemistry, Vol. 44, No. 15, pp. 5560–5566, 2005 [8] Zhang. x. R, Yamaguchi. H, et al, Theoretical analysis of a thermodynamic cycle for power and heat production using supercritical carbon dioxide, Energy, Vol. 32, No. 4 pp. 591-599,2007 [9] Aleksandra. B.G, Wladyslow. M, Maximizing the working flow as a way of increasing power output of geothermal power plant, Applied thermal engineering, Vol. 27, No. 11, pp. 2074-2079, 2007 [10] Sahoo. P. K, Exergy economic analysis and optimization of cogeneration system using evolutionary programming, Applied Thermal Engineering, Vol.13, No.28, pp. 1580-88, 2008 [11] Gu. W, Weng, Y. et al, theoretical and experimental investigation of an organic Rankine cycle for west heat recovery system, power and energy, Vol. 223, No.3 pp. 523-533, 2009 [12] Dai. Y. P, Wang G. F, Gao. L, Parametric optimization and comparative study of organic rankine cycle for low grade waste heat recovery. Energy Conversion and management, Vol. 50, No.3, pp. 576-582, 2009 [13] Sayyaadi. H, Sabzaligol. T, Exergy economics optimization of 1000MW light water reactor power generation system. Energy Research, Vol. 33, No. 4, pp. 378-395, 2009 [14] Tchanche. B. F, Papadakis. G, Lambrinos. G, Frangoudakis. A, Criteria for working fluids selection in low-temperature solar organic Rankine cycles. Applied Thermal Engineering, Vol. 29, No. 1, pp. 2468–2476, 2009 [15] Hebrl. F, Buggemann. D, Exergy based fluid selection for a geothermal organic Rankine cycle for combine heat and power generation. Applied Thermal Engineering, Vol. 30, No 12 pp. 1326-1332, 2010 [16] Mikielewicz. D, Mikielewicz. J, a thermodynamic criterion for selection of working fluid for subcritical and supercritical domestic micro CHP, Applied Thermal Engineering, Vol. 30, No. 16, pp. 2357-2362, 2010 [17] Chys. M, van den Broek. M, Vanslambrouck. B, De Paepe, M, Potential of zeotropic mixtures as working fluids in organic Rankine cycles, Energy, Vol. 44, No. 1, pp. 623-632, 2012. [18] Sprouse. C, Depcik. C. H, Review of organic Rankine cycles for internal combustion engine exhaust waste heat recovery. Applied Thermal Engineering, Vol.51, No.2, pp. 711-722, 2013 [19]چهارطاقی م و بابایی م، تحلیل انرژی و اگزرژی چرخه رانکین آلی با به کارگیری سیالکاری دو جزیی در شرایط مشخص منبع گرمایی. مجلۀمهندسی مکانیک مدرس دانشگاه تربیت مدرس،د. 14، ش. 3، ص 145-156، 1393. [20] Jian. S, Yin. S, Chun-wei. G., Thermodynamic analysis and performance optimization of an Organic Rankine Cycle (ORC) waste heat recovery system for marine diesel engines. Energy, Vol. 82, No. 1 pp. 976-985, 2015 [21] Roy. J. P, Mishra. M. K, Misra. A, Performance analysis of organic Rankine cycle with superheating under different heat source condition. Applied Energy, Vol. 88, No. 9 pp. 2995-3004, 2011 [22] Athanasios. I, On the systematic design and selection of optimal working fluids for Organic Rankine Cycles. Applied Thermal Engineering, Vol.30, No 8, PP. 760–769, 2010 [23] Wan. J, Sun. Z, Dai. Y., and Ma. S, “Parametric optimization design for supercritical CO2 power cycle using genetic algorithm and artificial neural network,” Appl. Energy, vol. 87, no. 4, pp. 1317–1324, Apr. 2010. [24] Fergani. Z, Touil. D, and Morosuk. T, “Multi-criteria exergy based optimization of an Organic Rankine Cycle for waste heat recovery in the cement industry,” Energy Convers. Manag., vol. 112, pp. 81–90, Mar. 2016. [25] Catalogue of the internal combustion engine, accessed on 8 April 2016; http:// www.mtu-online.com/mtu/technical-info/technical-articles. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 416 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 676 |