مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل اگزرژی، اگزرژی- اقتصادی و بهینه سازی یک سیکل تولید همزمان تحت مدل دینامیکی تابش خورشیدی با الگوریتم ژنتیک

نویسندگان
1 دانشگاه تبریز
2 سایر دانشگاه گیلان
3 دانشگاه گیلان
چکیده
در این مطالعه، عملکرد یک سیستم تولید همزمان با سیال عاملهای مختلف و بهینه سازی آن از نظر اقتصادی مورد مطالعه قرار گرفته است. از مدل اگزرژی و اگزرژی- اقتصادی برای بررسی عملکرد سیستم با تکیه بر هزینه محصولات، استفاده شده است. سه حالت برای تحلیل و بهینه سازی سیستم در نظر گرفته شده است که عبارتند از: میزان تولید هیدروژن، توان سرمایش تولید شده و هزینه های تولید. نتایج نشان می دهد که دی اکسید کربن و ان- اکتان عملکرد بهتری به ترتیب در میزان تولید هیدروژن و تولید سرمایش دارند. مجموع هزینه های محصولات برای هر دو سیال عامل با افزایش دمای ورودی دیگ بخار و توربین و کاهش دمای چگالش، کاهش می یابد. در حالیکه، برای دی اکسید کربن، هزینه محصولات در یک فشار بهینه ورودی توربین به مینیمم مقدار خود می رسد. نتایج نشان می دهد برای دی اکسید کربن با کاهش تولید هیدروژن از مقدار 1/811 لیتر بر ثانیه به 1/757 لیتر بر ثانیه، مجموع واحد هزینه های محصولات 8/5% کاهش می یابد و برای ان- اکتان با کاهش توان سرمایشی تولیدی از مقدار 9/599 کیلووات به 6/622 کیلووات، مجموع واحد هزینه های محصولات 47/7% کاهش می یابد. کندانسور بیشترین نرخ تخریب را در میان اجزای سیستم دارد بطوریکه نرخ تخریب اگزرژی کندانسور در حالت بهینه هزینه تولید کمتر از حالتهای دیگر است. در دو سیکل دی اکسید کربن و ان- اکتان، مجموع نرخ تخریب اگزرژی و هزینه سرمایه گذاری در حالت بهینه توان سرمایشی بیشترین مقدار و در حالت بهینه هزینه کمترین مقدار است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Exergy and Exergoeconomic analysis and optimization of cogeneration cycle under solar radiation dynamic model by using Genetic Algorithm

نویسندگان English

Mortaza Yari 1
Kaveh Hanifi Miangafsheh 2
Kourosh Javaherdeh 3
1 Tabriz University
3 Guilan University
چکیده English

The performance of a cogeneration cycle with various working fluids is investigated and optimized with an economic approach. Exergy and exergoeconomic models are developed to investigate the thermodynamic performance of the cycle, and to assess the cost of products. In this study, the dynamic model would be registered to search the system behavior during a day. In this study, hydrogen production rate optimal design (HPROD) refrigeration power optimal design (RPOD) and cost optimal design (COD) are considered for analysis and optimization. According to recent parametric studies, boiler, turbine and condensation temperature and turbine inlet pressure affect the unit cost of products significantly. The results show the carbon dioxide and n-octane has a better operation to produce of hydrogen and refrigeration power among other working fluids, respectively. It is observed that, in carbon dioxide cycle, the SUCP is decreased by 8.5% when hydrogen production rate is decreased from 1.811 lit/s to 1.757 lit/s, therefore, in n-octane cycle, SUCP is decreased by 47.4% when refrigeration power is decreased from 9.599 KW to 6.622 KW. The evaluation of exergy destruction demonstrates in which the condenser has the highest exergy destruction, therefore, its rate in COD case is the lowest among the three other states. The results indicate, in carbon dioxide and n-octane cycles, the total exergy destruction and the investment cost rates in the RPOD case is higher than any other cases.

کلیدواژه‌ها English

Exergoeconomic
CO2 transcritical
N-Octane
cogeneration
genetic algorithm