مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی عملکرد اگزرژی- اقتصادی سیکل رانکین بازیاب آب-آمونیاک با محرک انرژی خورشیدی و دفع حرارت به گاز طبیعی

نویسندگان
1 دانشیار و عضو هیئت علمی گروه مکانیک- دانشکده فنی- دانشگاه گیلان
2 دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه گیلان
3 فارغ التحصیل کارشناسی ارشد دانشگاه گیلان
چکیده
در این تحقیق سیکل رانکین بازیاب آب- آمونیاک با محرک انرژی خورشیدی و دفع گرما به گاز طبیعی مایع شده در کندانسور، از منظر انرژی، اگزرژی و اگزرژی- اقتصادی شبیه‌سازی می‌شود. به منظور برقراری اختلاف دمای پینچ مبدل‌های حرارتی از یک روش نسبتا جدید استفاده شده که منجر به بهبود عملکرد ترمودینامیکی و افزایش توان خروجی سیستم می‌شود. همچنین با بکار بردن روابط جزییات انتقال حرارتی مربوط به مبدل حرارتی پوسته و لوله، مبدل‌های حرارتی شبیه‌سازی می‌شوند. نتایج حالت پایه نشان دهنده عملکرد مناسب سیکل گاز طبیعی از منظر ترمودینامیکی و اگزرژی-اقتصادی بوده و اهمیت به کارگیری سیکل گاز طبیعی را مشخص می‌سازد. کلکتور و کندانسور سیکل آب-آمونیاک نیز به عنوان اجزایی معرفی می‌شوند که باید بیشتر از سایر اجزا از منظر اگزرژی- اقتصادی مورد توجه قرار گیرند، چون بیشترین مقدار نرخ هزینه متعلق به این اجزا می‌باشد. نتایج تحلیل پارامتری نشان می‌دهد که در فشارهای بالای ورودی توربین آب-آمونیاک بازده اگزرژی و هزینه کلی سیستم مقادیر مناسب‌تری دارند در حالی که توان خالص خروجی سیستم کاهش می‌یابد. همچنین تغییرات پارامترهای خروجی با تغییر کسر جرمی آمونیاک دارای روند پیچیده‌ای می-باشد. در نهایت با افزایش اختلاف دمای پینچ در مبدل‌های حرارتی میزان افت عملکرد ترمودینامیکی سیستم بیشتر از میزان بهبود عملکرد اقتصادی سیستم می‌باشد
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Exergoeconomic performance analysis of ammonia-water regenerative Rankine cycle driven by solar energy and LNG as it’s heat sink

نویسندگان English

Kourosh Javaherdeh 1
Hamed Habibi 2
Mohammad Zoghi 3
1 Instructor of Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, University of Guilan
چکیده English

In this research, ammonia-water regenerative Rankine cycle driven by solar energy and LNG as it’s heat sink in condenser, is simulated from the energy, exergy and exergoeconomic point of view. A relatively new method is used to implement pinch temperature difference in heat exchangers which causes improving of the thermodynamic performance and output power of the system. Also heat exchangers are simulated by using heat transfer correlations of shell and tube heat exchanger in details. The results of based condition showed the suitable performance of natural gas cycle from the thermodynamic and exergoeconomic point of view and notifies the importance of using the natural gas cycle. Solar collector and condenser of ammonia-water cycle because of their high cost value, are introducing as the components that shoud be more concidered from the exergoeconomic viewpoint. The parametric analysis results show that in high inlet pressure of ammonia-water turbine, the exergy efficiency and the total cost of the system heve more suitable values while the net output power of the system decreases. Also by changing the ammonia mass fraction, changing of output parameters has a complicated patern. Finally by increasing the pinch temperature difference in heat exchangers, the decreased amount of system’s thermodynamic performance is more than the amount of system’s economical performance improvement.

کلیدواژه‌ها English

Solar Energy
Ammonia-Water Rankine cycle
LNG cycle
Exergy
Exergoeconomic