Thermodynamic optimization of a microturbin cycle with focus On recuperator performance and exhaust gas energy

Mohammadian, Abbas and Yari, Mortaza and Sieied Mahmoudi, Sieied Mohammad (2010) Thermodynamic optimization of a microturbin cycle with focus On recuperator performance and exhaust gas energy. Other thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text
for takmili.pdf

Download (658kB)
Official URL: http://uma.ac.ir/

Abstract

This work presents the analysis of combined cycles for microturbine and Organic Rankine Cycle. The combined cycles studied in this paper were microturbine/Simple ORC, microturbine/ORC with IHE and microturbine/Regenerative ORC. The dry fluids for this study were R123, R113, R600, Isobutane. The combined cycles were optimized based on first law efficiency. Then best value for turbine inlet pressure, pinch point and superheat temperature difference and pressure of open feed liquid were determined, finally analyzed by exergy-topological method. Exergy efficiency, Exergy destruction, degree of thermodynamic perfection, influence coefficient and other parameters calculated and effects of the operating parameters such as turbine inlet temperature and pressure, pinch point and superheat temperature difference, compression ratio on the thermodynamic first and second law, exergy destruction and primary energy saving were evaluated. It was found that microturbine/ORC with IHE has highest first and second law efficiency and lowest exergy destruction. It was also shown that the R113 is the best among the Organic fluids. Increasing of turbine inlet pressure increases combined cycle first law efficiency and reduces exergy destruction. Also primary energy saving in microturbine/ORC with IHE reduces and with increasing turbine inlet temperature it,s exergy destruction decreased.The largest exergy destruction among cycles occurs in the microturbine/Simple ORC.

Item Type: Thesis (Other)
Persian Title: بهينه سازي ترموديناميکي يک سيکل ميکروتوربين با تمرکز بر مبادله کن گرما و استفاده از انرژي گازهاي خروجي
Persian Abstract: در اين تحقيق، تحليل سيکل¬هاي ترکيبي ميکروتوربين و سيکل¬هاي رانکين با سيال آلي صورت گرفته است. آرايش¬هاي¬ مختلف سيکل¬هاي ترکيبي عباتند از: ميکروتوربين و سيکل ساده رانکين¬ با سيال آلي، ميکروتوربين و سيکل رانکين با مبدل حرارتي داخلي و سيال آلي و ميکروتوربين و سيکل رانکين با بازياب با سيال عامل آلي. سيال¬هاي کارکن آلي عبارتند از: R113,R123,R600,Isobutneکه در زمره سيالات خشک هستند .سيکل¬هاي مختلف بر اساس راندمان انرژي بيشينه سيکل ترکيبي و متغيرهاي فشار ورودي به توربين، اختلاف دماي پينچ پوينت و سوپر هيت و فشار زيرکش بهينه سازي شده است سپس بروش اکسرژي – توپولوژيکال تحليل شده است، ميزان راندمان اکسرژي، افت اکسرژي، درجه تصحيح ترموديناميکي، ضريب تاثير و... براي سيکل ترکيبي، سيکل-هاي رانکين با سيال آلي و تک تک اجزاي سيکل ترکيبي محاسبه شده است وتاثير پارامترهايي نظير فشار ورودي به توربين، دماي ورودي به توربين، اختلاف دماي پينچ پوينت و نسبت تراکم کمپرسور بر بازده حرارتي ، بازده قانون دوم ، اتلافات اکسرژي و ميزان ذخيره انرژي اوليه سيکل¬هاي ترکيبي بحث شده است. اين مطالعه نشان داد که سيکل ترکيبي رانکين با مبدل حرارتي داخلي بيشترين راندمان انرژي، بيشترين راندمان اکسرژي و کمترين افت را در سيکل ترکيبي دارد . در بين سيالات مورد مطالعه R113 داراي بهترين عملکرد مي¬باشد. با افزيش فشار ورودي به توربين راندمان سيکل¬هاي ترکيبي افزايش مي¬يابد و ميزان اتلافات کاهش مي-يابد، انرژي ذخيره شده در سيکل با مبدل داخلي نيز کاهش مي¬يابد. افزايش دماي ورودي به توربين اتلافات را در سيکل با مبدل داخلي کاهش مي¬دهد. بيشترين اتلافات در بين سيکل ها معمولاً در سيکل ترکيبي رانکين ساده با سيال آلي است.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Yari, MortazaUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Sieied Mahmoudi, Sieied MohammadUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Divisions > Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Divisions: Subjects > Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Date Deposited: 02 Jul 2019 04:10
Last Modified: 02 Jul 2019 04:10
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/7201

Actions (login required)

View Item View Item