شبیه سازی و آنالیز ترمودینامیکی سیکل ترکیبی توربین گازی مجهز به پیل سوختی اکسید جامد لوله ای و بررسی میزان برگشت ناپذیری سیستم ترکیبی

در این مقاله، به بررسی عملکرد ترمودینامیکی سیستم ترکیبی توربین گاز مجهز به پیل سوختی اکسید جامد لوله ای با سوخت هیدروژن پرداخته شده است. کلیه اجزای سیستم، جداگانه به کمک روابط ترمودینامیکی مدل سازی شده است. آثار پارامترهای مختلف بر راندمان سیکل و آنتروپی تولیدی سیستم ترکیبی، مورد مطالعه قرار گرفته است. برای صحت کار، نتایج حاضر با نتایج مراجع معتبر مقایسه شده و مطابقت خوبی مشاهده شده است. نتایج شبیه سازی نشان داد که با افزایش دمای ورود به توربین، راندمان سیستم ترکیبی کاهش می یابد، این در حالی است که توان سیستم افزایش می یابد. همچنین، افزایش دمای ورود به توربین و افزایش نسبت فشار، باعث افزایش آنتروپی تولیدی و در نتیجه افزایش برگشت ناپذیری سیستم می شود. نتایج تحقیق در نقطه طراحی نشان داد که ۶۰ % برگشت ناپذیری سیستم ناشی از محفظه احتراق و پیل سوختی ( %۳۲ میزان آنتروپی تولیدی، سهم محفظه احتراق و ۲۸ % سهم پیل سوختی اکسید جامد) و ۱۷ % نیز سهم مبدل حرارتی است . همچنین سیستم  ترکیبی دارای راندمان ۵۶/۹% می باشد، در حالی که سیستم بدون پیل سوختی دارای راندمان ۳۱/۴% است که نشان از عملکرد فوق العاده سیستم  ترکیبی دارد.

کلیدواژه ها:

Solid oxide fuel cell ، Gas turbine ، Entropy generation ، Efficiency ، پیل سوختی اکسید جامد ، توربین گاز ، آنتروپی تولیدی ، راندمان.