تحلیل ترمودینامیکی سیکل خنک کن اسکرمجت به منظور تولید توان الکتریکی و هیدروژن با استفاده از PEM

در پژوهش حاضر، یک سیکل جدید خنک کن بازیابی باز چند مرحله­ای اسکرمجت به همراه تولید توان و هیدروژن، که در آن سوخت اسکرمجت همان مبرد سیستم خنک کن می­باشد، ارائه شده است. تحلیل جامع ترمودینامیکی و اگزرژی به منظور ارزیابی عملکرد سیستم، محاسبه میزان تولید توان و هیدروژن بر روی سیستم پیشنهادی پیاده سازی شد. برای دبی جرمی سوخت ۰.۴ کیلوگرم برثانیه، ظرفیت خنک کاری سیستم جدید ارائه شده ۹.۱۶ مگاوات، خالص توان تولیدی ۳.۳۸ مگاوات و میزان هیدروژن تولیدی ۴۲.۲ کیلوگرم بر ساعت محاسبه شده است. از سوی دیگر، نتایج ارزیابی اگزرژی نشان داد که PEM الکترولایزر با بیش از ۴۴ درصد اتلاف اگزرژی بالاترین میزان اتلاف اگزرژی را در بین تمام اجزای مختلف سیکل پیشنهادی دارد. بعد از آن مسیر خنک کن اول با بیش از ۳۹ درصد اتلاف اگزرژی رتبه دوم را از لحاظ اتلاف اگزرژی داراست. بازده انرژی و اگزرژی سیستم ارائه شده به ترتیب ۱۳.۰۱ درصد و ۲۲.۱۲ درصد به دست آمده است. نتایج حاصل از مطالعه پارامتریک نشان داد که افزایش دبی جرمی به معنای افزایش تولید توان و خنک کاری خواهد بود و نیز در دبی جرمی سوخت ثابت با افزایش فشار پشت پمپ توان تولیدی افزایش می­یابد.

کلیدواژه ها:

Thermodynamic analysis ، Scramjet ، Hydrogen ، Multi-expansion ، M-OCC ، PEM electrolyzer ، تحلیل ترمودینامیکی ، اسکرمجت ، هیدروژن ، انبساط چند مرحله ای ، خنک کن بازیابی چند مرحله ای ، PEM الکترولایزر