مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی قانون اول و دوم ترمودینامیک سیکل تبرید اجکتوری-انبساطی با بکارگیری مبرد فوق بحرانی N2O

نویسندگان
دامون آقازاده دکانداری 1
علی ناصری 2
مختار بیدی 3
رامین حقیقی خوشخو 4
1 گروه تبدیل انرژی، دانشکده مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
2 کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشکده مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
3 گروه انرژی، دانشکده مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
4 استاد دانشکده مکانیک و انرژی دانشگاه شهید بهشتی
چکیده
در این مطالعه با آنالیز قانون اول و دوم ترمودینامیک سیکل تبرید اجکتوری-انبساطی (EERC) با بکارگیری مبرد N2O تاثیر برخی پارامترهای کلیدی بر عملکرد سیکل بررسی شد. نتایج شبیه سازی سیکل تبرید اجکتوری-انبساطی با مبرد N2O نشان داد که نسبت مکش اجکتور به عنوان یک پارامتر تاثیرگذار بر عملکرد سیکل، نسبت مستقیم با فشار مبرد در خروج از کمپرسور خواهد داشت اما کیفیت مبرد خروجی از اجکتور نسبت عکس با فشار مبرد خروجی از کمپرسور دارد.

مشاهده شد که با افزایش فشار مبرد در خروج از کمپرسور و در نتیجه افزایش نسبت مکش اجکتور، ضریب عملکرد سیکل افزایش یافته و بعد از رسیدن به بیشینه مقدار با کاهش همراه است. همچنین ضریب عملکرد سیکل با افزایش دمای اواپراتور افزایش می‌یابد. مشخص گردید که ضریب عملکرد سیکل تبرید اجکتوری-انبساطی 12 درصد بیشتر از سیکل تبرید با مبدل حرارتی داخلی و 14 درصد بیشتر از سیکل تبرید تراکمی بخار است همچنین بازده اگزرژی آن به ترتیب 15 و 16.5 درصد بالاتر از سیکل تبرید با مبدل حرارتی داخلی و سیکل تبرید تراکمی بخار است. همچنین تلفات اگزرژی سیکل تبرید اجکتوری-انبساطی به ترتیب 54 و 63.3 کمتر از دو سیکل تبرید تراکمی بخار و سیکل تبرید با مبدل حرارتی داخلی خواهد. در ادامه تاثیر نوع مبرد بر عملکرد سیکل تبرید اجکتوری-انبساطی مقایسه گردید، مشخص گردید که با مبرد N2O سیکل مذکور عملکرد بهتری خواهد داشت بطوری که بیشترین ضریب عملکرد با انتخاب مبرد N2O و به میزان 5.012 خواهد بود که در فشار بالای برابر با MPa 7.328 سیکل حاصل می‌گردد.
کلیدواژه‌ها
سیکل تبرید اجکتوری-انبساطی
N2O
ضریب عملکرد
بازده اگزرژی

عنوان مقاله English

First and second laws of thermodynamics analysis of transcritical N2O refrigeration cycle with an ejector

نویسندگان English

damoon Aghazadeh dokandari 1
Ali Naseri 2
Mokhtar Bidi 3
ramin haghighi khoshkhoo 4
1 Faculty of Mechanical and Energy Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
2 Faculty of Mechanical and Energy Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran.
3 Faculty of Mechanical and Energy Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
4 Faculty of Mechanical and Energy Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran.
چکیده English

An ejector-expansion refrigeration cycle employing N2O is studied in this paper and thermodynamic and exergy analysis is carried out to find out the effect of some key factor within the system. The results show that Ejector-Expansion Refrigeration Cycle (EERC) obviously has the highest maximum coefficient of performance and exergy efficiency by about 12% and 14% more than Internal Heat Exchanger Cycle (IHEC); meanwhile these are about 15% and 16.5% higher than Vapor-Compression Refrigeration Cycle (VCRC) ones, respectively. Moreover, the total exergy destruction in N2O ejector-expansion cycle is 63.3% and 54% less than IHEC and VCRC and the exergy destructed in expansion process within EERC is 19.39% and 40.497% of total destruction less than IHEC and VCRC. Furthermore, the highest COP for vapor-compression refrigeration, internal heat exchanger and ejector-expansion refrigeration cycles is corresponding to the high side pressure of 7.328 Mpa, while this value for CO2 refrigeration cycle is about 8.5 Mpa.

کلیدواژه‌ها English

refrigeration cycle
ejector
N2O
COP
Exergy efficiency
[1] H. Rezvani, An Overall Review on Traditional Chinese Medicine and Acupuncture, pp. 30-40, Tehran: Almoalla, 2015. (In Persian فارسی(
[2] L. Xu, M. Q.-H. Meng, K. Wang, W. Lu, N. Li, Pulse images recognition using fuzzy neural network, Expert Systems with Applications, Vol. 36, No. 2, pp. 3805-3811, 2009.
[3] J. Zhang, R. Wang, S. Lu, J. Gong, Z. Zhao, H. Chen, L. Cui, N. Wang, YYu, EasiCPRS: design and implementation of a portable Chinese pulsewave retrieval system, Proceedings of the 9th ACM Conference on Embedded Networked Sensor Systems, New York: ACM, pp. 149-161, 2011.
[4] L. Xu, M. Q.-H. Meng, X. Qi, K. Wang, Morphology variability analysis of wrist pulse waveform for assessment of arteriosclerosis status, Journal of Medical Systems, Vol. 34, No. 3, pp. 331-339, 2010.
[5] Q. Y. Wu, Z. C. Ma, Y. N. Sun, Noninvasive power spectrum analysis of radial pressure waveform for assessment of vascular system, Journal of Mechanics in Medicine and Biology, Vol. 12, No. 01, pp. 125-138, 2012.
[6] C. M. Huang, C. C. Wei, Y. T. Liao, H. C. Chang, S. T. Kao, T. C. Li, Developing the effective method of spectral harmonic energy ratio to analyze the arterial pulse spectrum, Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine, Vol. 2011, No. 1, pp. 1-9, 2011.
[7] Q. Wu, Power spectral analysis of wrist pulse signal in evaluating adult age, Intelligence Information Processing and Trusted Computing (IPTC), 2010 International Symposium on, New Jercy: IEEE, pp. 48-50, 2010.
[8] N. Garg, N. Babbar, Feature extraction of wrist pulse signals using gabor spectrogram, Indian Journal of Science and Technology, Vol. 9, No. 47, pp. 1-8, 2016.
[9] Y. Chen, L. Zhang, D. Zhang, D. Zhang, Computerized wrist pulse signal diagnosis using modified auto-regressive models, Journal of Medical Systems, Vol. 35, No. 3, pp. 321-328, 2011.
[10] J. J. Shu, Y. Sun, Developing classification indices for Chinese pulse diagnosis, Complementary Therapies in Medicine, Vol. 15, No. 3, pp. 190- 198, 2007.
[11] Y. Chen, L. Zhang, D. Zhang, D. Zhang, Wrist pulse signal diagnosis using modified gaussian models and fuzzy c-means classification, Medical Engineering & Physics, Vol. 31, No. 10, pp. 1283-1289, 2009.
[12] H. T. Wu, C. H. Lee, C. K. Sun, J. T. Hsu, R. M. Huang, C. J. Tang, Arterial waveforms measured at the wrist as indicators of diabetic endothelial dysfunction in the elderly, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol. 61, No. 1, pp. 162-169, 2012.
[13] R. Guo, Y. Wang, H. Yan, J. Yan, F. Yuan, Z. Xu, G. Liu, W. Xu, Analysis and recognition of traditional Chinese medicine pulse based on the hilberthuang transform and random forest in patients with coronary heart disease, Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine, Vol. 2015, No. 1, pp. 1-8, 2015.
[14] L. Zhang, W. Yang, D. Zhang, Wrist-pulse signal diagnosis using ICpulse, Bioinformatics and Biomedical Engineering, 2009. ICBBE 2009. 3rd International Conference on, New Jercy: IEEE, pp. 1-4, 2009.
[15] D. Rangaprakash, D. N. Dutt, Study of wrist pulse signals using time domain spatial features, Computers & Electrical Engineering, Vol. 45, No. 1, pp. 100-107, 2015.
[16] D. Meyer, F. Leisch, K. Hornik, The support vector machine under test, Neurocomputing, Vol. 55, No. 1, pp. 169-186, 2003.
[17] J. Fortin, G. Haitchi, A. Bojic, W. Habenbacher, R. Grullenberger, A. Heller, R. Pacher, P. Wach, F. Skrabal, Validation and verification of the Task Force Monitor, Results of Clinical Studies for FDA, Vol. 510, No. 1, pp. 1-7, 2001.
[18] J. Fortin, T. Klinger, C. Wagner, H. Sterner, C. Madritsch, R. Grüllenberger, A. Hacker, W. Habenbacher, F. Skrabal, The Task Force Monitor—a non-invasive beat-to-beat monitor for hemodynamic and autonomic function of the human body, Proceedings of the 20th annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, New Jercy: IEEE, pp. 1-8, 1998.
[19] K. Wang, L. Xu, L. Wang, Z. Li, Y. Li, Pulse baseline wander removal using wavelet approximation, in Computers in Cardiology, New Jercy: IEEE, pp. 605-608, 2003.
[20] J. Esmaeilpour, S. Mirzakoochaki, Classification of cardiac arrhythmias by learning vector quantizater network and based on the extracted features from the wavelet transformation, Iranian Journal of Biomedical Engineering, Vol. 1, No. 3, pp. 167-176, 2007. (in Persian فارسی(
[21] R. Soleymani, M. Rouhani, Heart arrhythmia diagnosis by neural networks using chaotic features of HRV signal and generalized discriminant analysis, Iranian Journal of Biomedical Engineering, Vol. 5, No. 1, pp. 89-104, 2011. (in Persian فارسی(
مهندسی مکانیک مدرس
دوره 18، شماره 1
فروردین 1397
صفحه 433-440