پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 7 |
| تعداد شمارهها | 399 |
| تعداد مقالات | 5,376 |
| تعداد مشاهده مقاله | 5,133,657 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 4,759,520 |
بهینه سازی عملکرد یک سیکل برایتون بازگشت ناپذیر و ارائه تعاریفی جدید برای بازده قانون دوم و اگزرژی حرارتی | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 16، دوره 50، شماره 2، خرداد و تیر 1397، صفحه 385-398 اصل مقاله (1.14 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2016.713 | ||
| نویسندگان | ||
| محمد مهدی ناصریان؛ سعید فراهت* ؛ فرامرز سرحدی | ||
| دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران | ||
| چکیده | ||
| در این تحقیق، عملکرد یک سیکل بسته برایتون بازگشت ناپذیر با بازیاب در توان بیشینه، با استفاده از مفهوم ترمودینامیک زمان محدود مورد ارزیابی قرار میگیرد. به منظور وارد کردن محدودیت زمان و اندازه در مسئله پیش رو، از پارامتر دبی جرمی بدون بعد استفاده خواهد شد. پس از وارد شدن مفهوم ترمودینامیک زمان محدود به مسئله، سیستم از لحاظ ترمودینامیکی و اگزرژی مورد ارزیابی قرار خواهد گرفت. با استفاده از این ارزیابی، بهینه سازی توان به منظور بیشینه سازی آن براساس این پارامتر بدون بعد انجام میشود. رفتارخواص سیستم، مانند بیشینه توان تولیدی، اگزرژی، اتلاف اگزرژی، بازده قوانین اول و دوم و کارایی مبدلهای حرارتی بر اساس پارامتر جریان جرمی بدون بعد بررسی می گردند. همچنین، تأثیر اتلاف اگزرژی غیر قابل اجتناب بوده و با توجه به قید زمان محدود، از طریق توسعه تعریف اگزرژی حرارتی مورد ارزیابی قرار میگیرد از نتایج مهم این پژوهش میتوان به افزایش اتلاف اگزرژی خارجی و به دنبال آن، کاهش بازده قوانین اول و دوم و کارایی مبدلها، با افزایش پارامتر دبی جرمی بدون بعد اشاره نمود. با این وجود، با کاهش پارامتر دبی جرمی بدون بعد و میل کردن آن به سمت صفر، شرایط به سمت حالت کارنو، و بیشینه توان تولیدی به سمت صفر میل می کند. در نهایت با توجه به نتایج، تعاریف بهبود یافت های برای اگزرژی حرارتی و بازده قانون دوم بیان میگردند، و این تعاریف با تعاریف معمول اگزرژی و بازده قانون دوم مقایسه خواهند شد و همچنین اثر آنها بر عملکرد چرخه، مورد بحث قرار خواهد گرفت. | ||
| کلیدواژهها | ||
| سیکل برایتون؛ بازیاب؛ اگزرژی؛ بهینه سازی؛ زمان محدود | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Performance Optimization of an Irreversible Brayton Cycle, and Proposing New Definitions for Second Law Efficiency and Exergy | ||
| نویسندگان [English] | ||
| M. M. Naserian؛ S. Farahat؛ F. Sarhaddi | ||
| Mechanical Engineering Department, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| In this study, the optimal performance of an irreversible regenerative Brayton cycle is sought through power maximization using the finite-time thermodynamic concept in finite-size components. Optimization is performed on the maximum power as the objective function using a genetic algorithm. In order to take into account the time and the size constraints in the current problem, the dimensionless mass-flow parameter is used. The behavior of the system parameters, such as maximum output power, exergy, exergy destruction, first and second law efficiencies, and effectiveness of the heat exchangers are investigated using the dimensionless mass-flow rate parameter. The influence of the unavoidable exergy destruction due to finite-time constraint is taken into account by developing the definition of thermal exergy. According to the results, the external exergy destruction increases and consequently the second law efficiency and heat exchangers effectiveness decrease with an increment of the dimensionless mass-flow rate parameter. However, as the dimensionless mass-flow rate parameter tends to zero, the efficiency and the power of the system approaches Carnot efficiency and zero value, respectively. Finally, the improved definitions are proposed for the heat exergy and the second law efficiency which will be compared with the conventional definitions and then their cumulative effects on cycle’s performance will be discussed. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Brayton cycle, Regenerative, Exergy, optimization, Finite time | ||
|
سایر فایل های مرتبط با مقاله
|
||
| مراجع | ||
|
[1] FL. Curzon, and B. Ahlborn, Efficiency of a Carnot engine at maximum power output, Am J Phys, 43(1) (1975) 22-24. [2] C. A. Herrera, A. S. Jairo, and E. R. Miguel, Power and entropy generation of an extended irreversible Brayton cycle: optimal parameters and performance, J Phys D: Appl Phys, 39 (2006) 3314-3324. [3] JM.Gordon, Observations on efficiency of heat engines operating at maximum power, Am J Phys 58(4) (1990) 370-375. [4] B. Agnew, A. Anderson, and TH. Frost, Optimisation of a steady flow Carnot cycle with external irreversibilities for maximum specific output, Appl Therm Engng 1(1997).3–15. [5] A. DeVos, Efficiency of some heat engines at maximum power conditions, Am J Phys 5 (1985) 570–573. [6] F. Moukalled, RY. Nuwayhid, and N. Noueihed, The efficiency of endoreversible heat engines with heat leak, Int J Energy Res 19 (1995) 377–389. [7] C. Wu, Power optimization of a finite time Carnot heat engine, Energy 13(9) (1998) 681–687. [8] CY. Cheng, and CK. Chen, Power optimization of an endo reversible regenerative Brayton cycle, Energy 2(4) (1996) .241–247. [9] CY. Cheng, and CK. Chen, Power optimization of an irreversible Brayton heat engine, Energy Sources 1(5) (1997) 461–474. [10] LG. Chen, FR. Sun, C. Wu, and RL. Kiang, Theoretical analysis of the performance of a regenerative closed Brayton cycle with internal irreversibilities, Energy Conversion and Management 3(9)(1997) 871–877. [11] A. Bejan, Thermodynamic optimization alternatives: minimization of physical size subject to fixed power, Int J Energy Res 23(1999)1111–1121. [12] B. Yang, L. Chen, and F. Sun, Exergoeconomic performance analyses of an endoreversible intercooled regenerative Brayton cogeneration type model, Int J Sustainable Energy 30 (2011) 65-81. [13] Y. Haseli, Optimization of a regenerative Brayton cycle by maximization of a newly defined second law efficiency, Energy Conversion and Management 68 (2013) 133–140. [14] F. Angulo-Brown, An ecological optimization criterion for finite-time heat engines, J Appl Phys 6(11) (1991) 7465–7469. [15] Comment on Z. Yan, Comment on An ecological optimization criterion for finite-time heat engines, J Appl Phys 73(7) (1993) 3583. [16] G. Tsatsaronis, and MH. Park, On avoidable and unavoidable exergy destructions and investment costs in thermal systems, Energy Conversion and Management 43 (2002) 1259-1270. [17] F.Petrakopoulou, G. Tsatsaronis, T. Morosuk, and A. Carassai, Conventional and advanced exergetic analyses applied to a combined cycle power plant, Energy 41 (2012) 146-152. [18] G. D. Vučković, M. V. Vukić, M. M. Stojiljković, and D. D. Vučković, Avoidable and unavoidable exergy destruction and exergoeconomic evaluation of the thermal processes in a real industrial plant, Thermal Science 16 (2012) 433-446. [19] E. Açıkkalp, H. Aras, and A. Hepbasli, Advanced exergoeconomic analysis of a trigeneration system using a diesel-gas engine Modeling and optimization of combined cycle power plant based on exergoeconomic and environmental analyses, Applied Thermal Engineering 67 (2014) 388-395. [20] Z. Ding, L. Chen, and F. Sun, Finite time exergoeconomic performance for six endoreversible heat engine cycles: Unified description, Applied Mathematical Modelling 35 (2011) 728–736. [21] M. M. Naserian, S. Farahat, and F. Sarhaddi, Finite time exergy analysis and multi-objective ecological optimization of a regenerative Brayton cycle considering the impact of flow rate variations, Energy Conversion and Management 103 (2015) 790-800. [22] P. Ahmadi, and I. Dincer, Thermodynamic and exergue nvironmental analyses, and multi-objective optimization of a gas turbine power plant, Applied Thermal Engineering 31 (2011) 2529-2540. [23] L. Chen, B. Yang, and F. Sun, Finite time exergoeconomic perfor-mance of a real intercooled regenerated gas turbine cogeneration plant. Part 1: model description and parametric analyses, Int. J. Low-Carbon Tech 9 (2014)29-37. [24] A. Bejan, Theory of heat-transfer irreversible powerplants, Int J Heat Mass Transm 31(6) (1988) 1211– 1219. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 2,144 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 3,924 |
||
