تحلیل ترمودینامیکی و اگزرژی-اقتصادی بازیافت انرژی های اتلافی یک موتور دیزلی با به کارگیری یک سیکل رانکین آلی دوگانه

در تحقیق حاضر، تحلیل ترمودینامیکی و اگزرژی-اقتصادی استفاده از گرمای اتلافی یک موتور دیزل به منظور تولید توان مورد بررسی قرار گرفته است. در سیکل دوگانه مورد استفاده، سیکل دمابالا به منظور استفاده از انرژی گازهای خروجی اگزوز و سیکل دماپایین به منظور بازیافت گرمای اتلافی هوای ورودی و سیال خنک کن موتور به ترتیب از R۲۴۵fa و R۱۳۴a به عنوان سیال کاری استفاده می کنند. تحلیل انرژی نشان می دهد که مقادیر توان خالص سیکل دماپایین، سیکل دمابالا و توان خالص سیکل به ترتیب برابر با kW ۴۵/۱۱، kW ۹۸/۶ و kW ۶۵/۱۶ می باشد. همچنین راندمان انرژی و اگزرژی سیکل به ترتیب برابر با ۳۶/۱۷ % و ۲۹/۲۸ % بدست می آید. نتایج تحلیل اقتصادی نشان می دهد که اواپراتور و توربین سیکل دمابالا بیشترین میزان هزینه کلی را نسبت به سایر اجزای سیکل داشته و ضروری است بیشتر از سایر اجزای سیستم مورد توجه قرار گیرند. به علاوه، فاکتور اگزرژی-اقتصادی کلی سیکل برابر با ۵۲/۳۲ % می باشد. بنابراین ۴۸/۶۷ % از هزینه های کلی سیکل به دلیل تخریب اگزرژی است که اواپراتور سیکل دمابالا سهم به سزایی در این هزینه ها دارد. بررسی پارامتری عوامل موثر بر عملکرد سیکل نشان می دهد که با افزایش دمای گازهای خروجی اگزوز، توان تولیدی و هزینه های سرمایه گذاری و تعمیر و نگهداری هر دو توربین افزایش می یابد. با این حال هزینه واحد تولید انرژی الکتریکی توربین دماپایین و دما بالا با افزایش دمای گازهای خروجی اگزوز به ترتیب کاهش و افزایش می یابند. همچنین با افزایش دبی جرمی گازهای خروجی اگزوز، توان تولیدی و هزینه واحد تولید انرژی الکتریکی توربین های دما بالا و دما پایین افزایش می یابد.

کلیدواژه ها:

تحلیل اگزرژی-اقتصادی ، بازیافت انرژی ، سیکل رانکین آلی ، موتور دیزل ، توان تولیدی