پيشنهاد و تحليل ترموديناميكي چرخه‌‌هاي تركيبي جديد برايتون-رانكين خورشيدي جهت توليد توان در فضا

Home Browse Journal Info Guide for Authors Submit Manuscript Reviewers Contact Us Login فارسي Proposal and Thermodynamic Analysis of the Novel Solar Combined Brayton-Rankine Cycles for Space Power Generating

در فضا به دليل دما و فشار خيلي پايين و شدت تابش خيلي زياد، مي‌توان به بازدهي نزديك به بازده چرخه‌ي كارنو دست يافت. در اين مطالعه چرخه‌هاي تركيبي جديد برايتون بازگرمايشي-رانكين بازگرمايشي و برايتون بازگرمايشي با سرمايش مياني-رانكين بازگرمايشي، با سيال‌هاي عامل نيتروژن، هيدروژن و آرگون بررسي شده است. در چرخه‌هاي فضايي، مهمترين هدف داشتن وزن كمتر چرخه‌ها است تا هزينه‌ي انتقال تجهيزات كاهش يابد. در نتيجه نسبت توان چرخه به مساحت انتقال دهنده‌ي گرماي رادياتور داراي اهميت ويژه است. نتايج نشان مي‌دهد بيشترين نسبت توان چرخه به مساحت رادياتور براي چرخه‌ي تركيبي برايتون بازگرمايشي-رانكين بازگرمايشي بدون بازياب 2 با سيال عامل نيتروژن با مقدار 912/0 مي‌باشد. همچنين، بيشترين بازده‌هاي گرمايي و اگزرژي با مقدار تقريباً 89 درصد متعلق به چرخه‌ي تركيبي برايتون بازگرمايشي با سرمايش مياني-رانكين بازگرمايشي با سيال عامل هيدروژن مي‌باشد. نتايج حاصل از مقايسه‌ي چرخه‌ي تركيبي برايتون بازگرمايشي-رانكين بازگرمايشي با چرخه‌ي تركيبي برايتون بازگرمايشي با سرمايش مياني-رانكين بازگرمايشي نشان مي‌دهد كه چرخه‌ي با سرمايش، داراي توان توليدي و بازده‌هاي گرمايي و اگزرژي بالاتر، نابودي اگزرژي كمتر و نسبت توان چرخه به سطح رادياتور پايين‌تر مي‌باشد.

Due to the very low temperature and pressure and the high radiation intensity in the space, it could be possible to achieve Carnot efficiency in thermodynamic cycles. In this study, two new combined cycles including reheat regenerative Brayton, reheat regenerative Rankin and reheat regenerative Brayton with intercooling subsystems are investigated thermodynamically with Nitrogen, Hydrogen and Argon as working fluid. Due to the reduction of transportation costs, the weight of the space power generation systems is important. The results show that highest power to radiator area ratio belongs to Nitrogen Reheat Regenerative Brayton -Reheat Regenerative Rankine cycle without heat recovery heat exchanger as 0.912. Also, Hydrogen Intercooling Reheat Regenerative Brayton -Reheat Regenerative Rankine cycle has the highest thermal and exergy efficiencies of about 89%. The comparison results of Reheat Regenerative Brayton –Reheat Regenerative Rankine cycle with Intercooling Reheat Regenerative Brayton –Reheat Regenerative Rankine one show that the cycle with intercooling has the higher power generation, higher thermal and exergy efficiencies, lower exergy destruction and lower power to radiator area ratio.