بررسی انرژی و اگزرژی و بهبود چرخه رانکین آلی برای بازیافت گرمای تلف شده

افزایش قیمت سوخت و محدودیت انتشار آلاینده دی اکسید کربن سبب ایجاد روش های مختلفی برای افزایش بازده گرمایی موتورهای احتراق داخلی شده است. یکی از این روش­ها تبدیل انرژی گرمایی تلف شده موتور به انرژی مکانیکی یا الکتریکی است. در این پژوهش به بررسی و بکارگیری گرمای اتلافی از گازهای خروجی موتور احتراق داخلی MTU-۱۶V، در یک چرخه رانکین آلی برحسب راندمان قوانین اول و دوم ترمودینامیک پرداخته شده است. با گرمای تلف شده ی گازهای خروجی که برابرkW ۸۶۲ است، مقدار توان خالص برای سیال­های کاری مختلف شامل R۶۰۰a، R۶۰۰ و R۲۴۵fa مورد بررسی قرارگرفته، که بیشترین توان خالص خروجی برای سیال کاری R۲۴۵fa و برابر kW ۲۳/۳۷ بدست آمد و در مقایسه با سیال کاری­های R۶۰۰a و R۶۰۰ افزایش توان خروجی به ترتیب حدود ۶% و ۲% بوده است. همچنین سیال­های کاری از لحاظ دبی حجمی سیال و کاهش حجم مورد نیاز بررسی شده، که برای سیال کاری R۶۰۰a کمترین مقدار به دست آمد. همچنین تاثیرات دمای ورودی توربین بر دبی حجمی خروجی و اثر فشار ورودی توربین بر بازده انرژی و اگزرژی و بازگشت ناپذیری کل سیستم و اثر افزایش دمای محیط بر روی بازگشت ناپذیری هر یک از اجزا سیستم و اثر افزایش دمای محیط بر روی بازده اگزرژی بررسی شده است. بر اساس نتایج به دست آمده از میان سیال­های کاری مورد بررسی، سیال R۲۴۵fa از نظر بازده قوانین اول و دوم ترمودینامیک برای به کارگیری در چرخه­ی آلی بهترین عملکرد را داراست.

Keywords:

بازیابی گرمایی , چرخه رانکین آلی , موتور احتراق داخلی , شبیه سازی ترمودینامیکی