طراحی و ارزیابی سیستم های حرارتی و برودتی با استفاده از چرخه های ترمودینامیکی پیشرفته وسیالات عامل نوین

طراحی و ارزیابی سیستم های حرارتی و برودتی مبتنی بر چرخه های ترمودینامیکی پیشرفته و سیالات عامل نویناز مهمترین چالش های مهندسی انرژی به شمار میرود. هدف این پژوهش، بررسی عملکرد، بازدهی، و تاثیراتزیست محیطی سیستم های حرارتی و برودتی با تمرکز بر به کارگیری چرخه های پیشرفته و سیالات عامل جدیداست. روش تحقیق شامل مطالعه مروری و کتابخانه ای بر تحقیقات اخیر و داده های معتبر در حوزهترمودینامیک، دینامیک سیالات و مهندسی انرژی است. تحلیل ها بر پایه خواص ترمودینامیکی سیالات، رفتارانتقال حرارت در اجزای سیستم، و تاثیر متقابل آنها بر عملکرد کلی سیستم انجام شده است. یافته ها نشانمیدهد که استفاده از چرخه های هیبریدی مانند ترکیب چرخه رانکین و برایتون، به واسطه بازیافت حرارت وبهینه سازی توزیع انرژی، بازدهی را به طور چشمگیری افزایش می دهد. همچنین، سیالات عامل نوین نظیرنانوسیالات و هیدروکربن های پیشرفته، با داشتن ضریب هدایت حرارتی بالا، پایداری شیمیایی و زیست محیطی،قابلیت بهبود عملکرد سیستم ها را فراهم می کنند. استفاده از روش های عددی نظیر دینامیک سیالات محاسباتیو مدلسازی های چندمعیاره نیز نشان داد که میتوان بهینه سازی ساختاری و عملکردی اجزای سیستم را (CFD)در شرایط مختلف به دقت انجام داد. تحلیل های زیست محیطی حاکی از آن است که با جایگزینی سیالات عاملسنتی با سیالات نوین، میزان انتشار گازهای گلخانه ای کاهش یافته و پایداری زیست محیطی سیستمها بهبودمی یابد. نتیجه گیری کلی حاکی از آن است که طراحی بهینه سیستم های حرارتی و برودتی نیازمند تلفیق دانشترمودینامیک، مهندسی مواد، و فناوری های پیشرفته مدلسازی است. این رویکرد نه تنها بازده انرژی را افزایشمیدهد، بلکه تاثیرات زیست محیطی را کاهش داده و امکان توسعه پایدار در بخش انرژی را فراهم می آورد.یافته های این پژوهش می تواند به عنوان مبنایی برای تحقیقات آینده و طراحی سیستم های نوین در مقیاس هایمختلف مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

ترمودینامیک پیشرفته ، چرخه های هیبریدی ، سیالات عامل نوین ، مهندسی انرژی.