تحليل انرژي و اگزرژي سيكل توليد توان موتور ديزل دريايي به منظور كاهش اتلافات با در نظر گرفتن تاثير دماي محيط

Energy and exergy analysis of marine diesel engine power cycle to reduce losses by considering the effect of ambient temperature

در مقاله حاضر سيكل توليد توان موتور چهارزمانه ديزل دريايي مورد مطالعه و تحليل ترموديناميكي قرار ميگيرد. در اين راستا، پس از مدلسازي سيكل كلي، اجزاي مختلف آن از ديدگاه قانون اول و دوم ترموديناميك مورد تحليل و بررسي قرار ميگيرند تا مشخص شود هر يك از اجزا چه تاثيري در عملكرد سيكل دارند و چگونه مي توان كارايي آنها را افزايش داد. همچنين تاثير دماي هواي محيط بر عملكرد موتور مورد بررسي قرار گرفته است تا دماي مناسب براي فرايند احتراق و عملكرد موتورمشخص شود. نتايج مدلسازي مقاله حاضر با دادههاي تجربي موجود مقايسه شده است كه هم خواني خوب بين نتايج، تاييدي بر صحت مدلسازي انجام شده ميباشد. نتايج حاصل نشان ميدهد كه بهترين عملكرد از هر دو ديدگاه قانون اول و دوم ترموديناميك متعلق به توربين به ترتيب به ميزان 86 درصد و 88 درصد ميباشد. همچنين كمترين عملكرد از ديدگاه قانون دوم متعلق به خنككن مياني به ميزان 36/65 درصد و از ديدگاه قانون اول متعلق به موتور ديزل به ميزان 45 درصد مي باشد. بيشترين و كمترين تخريب اكسرژي نيز به ترتيب در موتور ديزل به ميزان 85/54 درصد و در مبدل روغن به ميزان 0/51 درصد روي ميدهد. در حدود 32 درصد از انرژي ورودي سوخت نيز در درون گازهاي خروجي اگزوز باقي ميماند. با توجه به تحليل نتايج ميتوان گفت كه موتور ديزل، مبدل خنككن مياني و گازهاي خروجي از اگزوز بهترين اجزا براي بهبود عملكرد سيكل ميباشند. در انتها با توجه به نتايج بدست آمده راه كارهايي براي كاهش ميزان اتلافات و استفاده مجدد از حرارت اتلافي ارائه شده است.

In the present study, the four-stroke marine diesel engine power generation cycle is studied and thermodynamic analysis is carried out. First and second law of thermodynamics analyzes have been on different components of the cycle in order to determine the effect of each components on the cycle performance and to improve the effeciency of them. Also, the effect of ambient air temperature on engine performance has been studied to determine the effect of temperature on engine performance during the combustion process. This model results have been compared with the experimental data, good agreement between the results confirmed the accuracy of the present model. The results show that turbine has the best performance of the first and second law of thermodynamic efficiency. Charge air cooler has the lowest efficiency of second low about 36.65%, and the diesel engine efficiency is 45%. The highest exergy destruction is occurred in the diesel engine about 85.54% and lowest exergy destruction is occurred in the oil cooler exchanger about 0.51 %. About 32 percent of the fuel energy remains in the exhaust gases. According to the results, the diesel engine, charge air cooler and exhaust gases are the best components for improving cycle performance. Finally, based on the results, diffrent ways have been suggested to reduce losses and waste heat.