نام پژوهشگر: علیرضا عابدین دوست

تحلیل پارامتریک و بهینه سازی یک سیکل ترکیبی برایتون همراه معکوس آن با در نظر گرفتن افت های فشار
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه گیلان - دانشکده فنی 1391
  علیرضا عابدین دوست   کاظم آتشکاری

میزان مطالبات انرژی جهانی در طی سال های اخیر با رشد چشم گیری مواجه بوده است. از این رو، یافتن تکنولوژی های مناسبی که میزان کار خروجی و راندمان بالا و آلودگی اندکی دارند، ضروری به نظر می رسند. توربین گازی یکی از سیستم های مناسب برای تولید توان الکتریکی می باشد. در کار حاضر، تحلیل پارامتریک یک سیکل ترکیبی برایتون و معکوس آن، بر اساس یک مدل ترمودینامیکی انتخابی، با در نظر گرفتن افت های فشار سیال عامل در مسیر جریان و قیود اندازه ی اجزا مد نظر می باشد. در سیستم مورد بررسی، یازده جریان مقاوم در مواجهه با جریان سیال وجود دارد. چهار مورد از این جریان های مقاوم، اصطکاک میان تیغه ها و پره های کمپرسورها و توربین ها می باشند که به راندمان ایزنتروپیک این اجزا مرتبط هستند. بقیه ی جریان های مقاوم به دلیل تغییرات در مقطع ورودی کمپرسور سیکل بالا، ورودی و خروجی محفظه ی احتراق، خروجی توربین سیکل بالا، خروجی توربین سیکل پایین، ورودی مبدل حرارتی و ورودی کمپرسور سیکل پایین، همیشه وجود دارند. با تحلیل ترمودینامیکی، موثرترین متغیرهای ورودی بر پارامترهای عملکردی سیستم، انتخاب شده است. این متغیرها، افت فشار نسبی ورودی کمپرسور بالا، نسبت فشار کمپرسور بالا و نسبت فشار کمپرسور پایین می باشند. نتایج نشان می دهد، کار خروجی با توجه به فشار ورودی سیکل پایین دارای نقطه ی بیشینه است. همچنین با توجه به نسبت فشار کمپرسور سیکل بالا، کار خروجی دارای یک نقطه ی بیشینه ی دیگر می باشد. برای به دست آوردن شرایط عملکردی بهینه، روش های بهینه سازی تک هدفی و چندهدفی مورد استفاده قرار گرفته اند. بهینه سازی تک هدفی با استفاده از دو روش انجام گرفته و سپس، نتایج مقایسه شده اند. این دو روش، دستور fmincon متلب و روش الگوریتم ژنتیک می باشند. در روش بهینه سازی دوهدفی از الگوریتم ژنتیک برای به دست آوردن نمودار پارتو استفاده شده است. در این روش دو پارامتر عملکردی ترمودینامیکی که با یکدیگر در تضاد هستند، یعنی راندمان حرارتی و کار خالص خروجی بدون بعد به عنوان توابع هدف انتخاب شده اند. در بهینه سازی انجام گرفته نیز بهترین مقادیر برای توابع هدف با در نظر گرفتن متغیرهای طراحی تعیین شدند. همچنین، در بهینه سازی انجام گرفته با توجه به نرخ جریان ثابت سوخت، مقدار بهینه ی راندمان حرارتی تعیین گشت.