01 خرداد 1403
مرضيه بابايي ربيعي

مرضیه بابایی ربیعی

مرتبه علمی: استادیار
نشانی: دانشکده مهندسی - گروه مهندسی مکانیک
تحصیلات: دکترای تخصصی / مهندسی مکانیک
تلفن: -
دانشکده: دانشکده مهندسی

مشخصات پژوهش

عنوان
تحلیل ترمودینامیکی یک سیکل ترکیبی بر مبنای انرژی خورشیدی با هدف تولید توان و شیرین سازی آب
نوع پژوهش پارسا
کلیدواژه‌ها
تحلیل ترمودینامیکی، سیکل ترکیبی، تولید توان، شیرینسازی آب، سیکل برایتون، سیکل رانکین بخار، سیکل رانکین ارگانیک، سیستم خورشیدی هلیوستات و برج خورشیدی، آنالیز انرژی، آنالیز اگزرژی
پژوهشگران پدرام یزدان سپاس (دانشجو) ، مرضیه بابایی ربیعی (استاد راهنما) ، محمد حامد حکمت (استاد راهنما)

چکیده

با رشد جمعیت، دسترسی به منابع انرژی و تأمین آن برای بسیاری از کشورهای جهان حائز اهمیت است. استفاده از سوختهای فسیلی به منظور تأمین انرژی، سبب انتشار گازهای گلخانهای میشود که آلودگیهای محیط زیست و گرمایش کرهی زمین را درپیدارد. همچنین با کاهش منابع آب شیرین، تأمین آب شیرین از چالشهای اساسی بسیاری از کشورهای جهان است. لذا استفاده از سیکلهای تولید همزمان توان و آب شیرین که از انرژی گرمایی خورشیدی نیز بهرهمند میشود، اهمیت خود را نشان میدهد. در این پایاننامه، سیکل ترکیبی تولید توان مورد بررسی و تحلیل ترمودینامیکی قرار میگیرد. سیکل مذکور، شامل سیکل برایتون، سیکل رانکین بخار و سیکل رانکین ارگانیک میباشد. تحلیل ترمودینامیکی شامل تحلیل انرژی و اگزرژی خواهد بود که شامل معادلات بالانس جرم، بالانس انرژی، نرخ تولید انتروپی اجزای مختلف سیکل، معادلات بالانس اگزرژی، نرخ تخریب اگزرژی اجزای مختلف سیکل، راندمان انرژی، راندمان اگزرژی و ... میباشد. بدین منظور یک سیکل برایتون باز با سیال کاری هوا به عنوان سیکل اصلی انتخاب شده است. هوای گرم خروجی از توربین گاز به وسیلهی یک مبدل حرارتی، بازیابی شده و به سیکل رانکین بخار که از سیال آب به عنوان سیال کاری استفاده میکند، منتقل میشود. در ادامه، سیکل رانکین ارگانیک با سیال کاری R152aبه سیکل مورد مطالعه افزوده میشود. در این راستا، تأثیر آرایش سیکل ترکیبی به لحاظ سری و موازی بودن، تأثیر احتراق داخلی و خارجی بودن سیستم احتراق سیکل برایتون گازی مورد بررسی قرارگرفته است. در ادامه به منظور کاهش میزان مصرف سوخت که کمترشدن انتشار گازهای گلخانهای و آلودگی محیط زیست را درپی خواهد داشت، از انرژی خورشیدی استفاده میشود و سیستم خورشیدی هلیوستات و برج خورشیدی به سیکل مذکور اضافه میشود. به منظور استفاده از گرمای اتلافی سیکل و تأمین آب شیرین، سیستم شیرینسازی آب به روش رطوبتزنی-رطوبتگیری به سیکل نهایی افزوده میشود و تأثیر پیکربندیهای مختلف سیکلترکیبی تولید همزمان توان و آب شیرین مورد مطالعه قرار میگیرد و در نهایت پس از تحلیل ترمودینامیکی سیکلها، از میان آنها بهترین سیکل با ظرفیت تولید توان ثابت 1مگاوات الکتریک برای سیکل گازی همراه با سیستم خورشیدی هلیوستات و برج خورشیدی و سیستم شیرینسازی آب به روش رطوبتزنی-رطوبتگیری انتخاب میشود. پس از تحلیل ترمودینامیکی مشخص میشو