عنوان مقاله :
تحليل ترمواقتصادي و بهينه‌سازي چندهدفه چرخه‌هاي بازيافت تلفات حرارتي يك موتور ژنراتور گازسوز
عنوان به زبان ديگر :
Thermo-economic analysis and multi-objective optimization of waste heat recovery cycles of a gas engine
پديد آورندگان :
مرامي ميلاني، سميرا دانشگاه آزاد اسلامي واحد علوم و تحقيقات - دانشكده مكانيك برق و كامپيوتر، تهران، ايران , خوشبختي سراي، رحيم دانشگاه صنعتي سهند، شهر جديد سهند - دانشكده مهندسي مكانيك، تبريز، ايران , نجفي، محمد دانشگاه آزاد اسلامي واحد علوم و تحقيقات - دانشكده مكانيك برق و كامپيوتر، تهران، ايران
كليدواژه :
بهينه‌سازي چندهدفه , وتور گازسوز , بازيافت حرارت اتلافي , چرخه رانكين آلي , چرخه مثلثي , اگزرژي- اقتصادي
چكيده فارسي :
در اين تحقيق يك موتور ژنراتور گازسوز با توان 3/34 كيلووات به عنوان محرك اوليه براي چرخه‌هاي ترموديناميكي پايين‌دست در نظر گرفته شده است كه شامل چرخه رانكين آلي با منبع تغذيه باز براي بازيافت تلفات حرارت گازهاي اگزوز خروجي موتور و چرخه مثلثي براي بازيافت حرارت اتلافي آب خنك‌كاري موتور مي‌باشد. عملكرد چرخه‌هاي تحتاني از نظر ترموديناميكي و ترمو- اقتصادي بررسي شده و سپس آناليز حساسيت و بهينه‌سازي چندهدفه با در نظر گرفتن توابع هدف بازده اگزرژي و هزينه سرمايه‌گذاري ويژه بر روي چرخه‌ها انجام گرفته است. همچنين، نقطه بهينه بر روي نمودار جبهه پرتو بر اساس معيار LINMAP انتخاب شده است. نتايج نشان مي‌دهد تخريب اگزرژي در گرمكن و چگالنده چرخه مثلثي و تبخيركن چرخه رانكين آلي نسبت به ساير اجزا بيشتر است. در بين متغيرهاي تصميم‌گيري، بازده آيزنتروپيك توربين‌ها و دماي چگالنده چرخه مثلثي تاثير قابل‌توجهي در توابع هدف دارند. استفاده از سيستم بازيافت تلفات گرمايي در حالت بهينه منجر به افزايش %09/6 بازده اگزرژي سيستم كلي شامل موتور ژنراتور و چرخه‌هاي پايين‌دستي مي‌شود.
چكيده لاتين :
In this work, Organic Rankine cycle with open feed heater and Trilateral Flash cycle are used for waste heat recovery of exhaust gas and cooling water of a 34.3 kW stationary gas engine. The thermodynamic and thermo-economic performance of the bottoming cycles have been investigated, and then sensitivity analysis and multi-objective optimization have been done considering the objective functions of exergy efficiency and the special investment cost of the cycles. The optimal point is selected based on the LINMAP method on the Pareto Front. The results show that the exergy destruction rates in the heater and condenser of the Trilateral Flash cycle and the evaporator of the organic Rankin cycle are more than those of other components. Among the decision variables, the turbines isentropic efficiency and the condenser temperature of Trilateral Flash cycle have a significant effect on the objective functions. Employing waste heat recovery system on a gas engine results in an increase of 6.09% of the exergy efficiency of the overall system, including gas engine and bottoming cycles in the optimized state.
عنوان نشريه :
مهندسي مكانيك دانشگاه تبريز
