تحلیل ترمودینامیکی سیکل تبرید برایتون جهت استفاده در کابل های hts
چکیده
در این تحقیق ابتدا به انتخاب چرخه¬ی بهینه¬ی برایتون معکوس با توجه به ضریب عملکرد، میزان تلفات و راندمان اگزرژی پرداخته شده است. همچنین تأثیر تغییرات دما و فشار در نقاط بعد از کمپرسور و اکسپاندر، با در نظر گرفتن حداقل اختلاف دما در مبدل¬های پس ازآن ها در کمینه کردنِ توان خالص مصرفی بررسی شده است. با مقایسه ی آرایش¬های ساده و بهبودیافته¬ی چرخه¬ی سرمازا، چرخه¬ی بهبودیافته با تراکم دومرحله ای و بدون جدایش جریان، بهترین عملکرد را در محدوده ی دمایی 50 تا 70 کلوین از خود نشان داد. سپس میزان حساسیت ضریب عملکرد چرخه نسبت به تغییرِ برخی پارامترها از قبیل دمای جریان ورودی به جعبه¬سرد، فشار میانی، افت فشار و اختلاف دمای محدود در مبدل¬های حرارتی بررسی شد. با کاهش اختلاف دمای محدود در مبدل¬های حرارتی، دمای ورودی به جعبه¬سرد افزایش و توان مصرفی کاهش یافت که این امر نشان دهنده ی تأثیر قابل توجه این پارامتر در عملکرد چرخه¬ی برایتون معکوس می¬باشد. با افزایش تعداد مراحل تراکم، تلفات اگزرژی در خنک کننده های بعد از کمپرسورها کاهش و درنتیجه ضریب عملکرد چرخه افزایش یافت. اُفت فشار در مبدل¬های حرارتی، موجب افزایش تلفات اگزرژی در این تجهیزات و درنتیجه افزایش توان مصرفی در چرخه¬ی کرایوژنیکی موردبررسی می¬شود. بدیهی است تعداد مبدل¬ها و مقدار اُفت فشار در هریک از آن ها، بیان کننده ی میزان تأثیر این پارامتر در عملکرد چرخه¬ی کرایوژنیکی می باشند. در بخش دیگر نمودارهای ترکیبی با تکیه بر تئوریِ پینچ رسم و اثر دوبخشی نمودنِ مبدل بازیاب میانی بررسی گردید. در انتها با انجام آنالیز حساسیت، عدم قطعیت در پارامترِ توان مصرفیِ چرخه¬ی سرمازا نسبت به مقدار اغتشاش در نظر گرفته شده برای پارامترهای مختلفِ چرخه تعیین شد. توان مصرفی چرخه¬ی سرمازا، نسبت به متغیرهای راندمان آدیاباتیکِ کمپرسور و فشار حداکثری مبرد در مقابله با متغیرهای دما، دبی و فشار نیتروژن ورودی و خروجی و همچنین دمای مبرد خروجی از خنککن، حساستر میباشد.