پایان نامه > کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود > مهندسی مکانیک > مقطع دکتری > سال 1404
پدیدآورندگان:
محمد مهدی بالاخلی [پدیدآور اصلی]، محمود مهرگان [استاد راهنما]، سید مجید هاشمیان [استاد راهنما]
چکیده: هدف از مطالعه حاضر، ارائه یک سیستم تولید همزمان سرمایش، گرمایش و قدرت با منبع تغذیه زیست‌توده به همراه بازیابی حرارتی و بهره‌وری بالاست. امروزه به دلیل رو به اتمام بودن منابع تجدید‌ناپذیر مانند سوخت‌های فسیلی و افزایش روزافزون بهای این نوع از منابع انرژی و همچنین ملاحظات زیست‌محیطی، توجه محققان به سمت ارائه سیستم‌های تولید همزمان بر پایه منابع تجدید‌پذیر مانند منابع زیست‌توده بیش از گذشته شده است. در مطالعه حاضر، یک سیستم تولید همزمان با آرایش نوین و بر پایه محرک اصلی پیل‌سوختی کربنات مذاب و منبع تغذیه زیست‌توده به همراه مبدل بخار بازیاب حرارت به‌منظور تولید بخار‌آب و چیلر جذبی به‌منظور تولید سرمایش به عنوان دو شکل ارزشمند انرژی ارائه شده است. در سیستم‌های پیشنهادی، از زیست‌توده چوب به عنوان منبع تغذیه استفاده شده است. به‌منظور بهره‌مندی از این منبع زیست‌توده و تبدیل آن به سوخت قابل استفاده در محرک اصلی پیل‌سوختی کربنات مذاب، از راکتور گازی‌ساز بهره‌برده شده است. در راکتور گازی‌ساز منابع زیست‌توده در حضور یک عامل گازی‌ساز به سوخت (گاز سنتز) تبدیل می‌شوند. سه عامل گازی‌ساز در مطالعه حاضر به کار گرفته شده است که عبارتند از هوا، اکسیژن و بخار‌آب. اثر هر کدام از این عوامل گازی‌ساز در عملکرد سیستم پیشنهادی مورد بررسی قرار می‌گیرد. به‌منظور مدل‌سازی راکتور گازی‌ساز، از یک مدل تعادلی با فرض آدیاباتیک بودن راکتور گازی‌ساز استفاده شد. همچنین به‌منظور مدل‌سازی محرک پیل‌سوختی کربنات مذاب از دو مدل الکتروشیمیایی و سینتیکی بهره‌برده شده است. سیستم پیشنهادی از دیدگاه انرژی، اگزرژی، اگزرژو-اقتصادی و اگزرژو-زیست‌محیطی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد، از دیدگاه انرژی بالاترین راندمان انرژی، در پیکربندی پیشنهادی با عامل گازی‌ساز بخار‌آب اتفاق می‌افتد. از دیدگاه اگزرژی نیز بیشترین راندمان اگزرژی در سیستم پیشنهادی با عامل بخار‌آب رخ می‌دهد. همچنین بیشترین تخریب اگزرژی در پیکربندی با عوامل گازی‌ساز هوا و اکسیژن در واحد گازی‌سازی اتفاق می‌افتد. نرخ تخریب اگزرژی واحد گازی‌ساز در دو پیکربندی پیشنهادی با عوامل گازی‌ساز هوا و اکسیژن به ترتیب 15000 kW و 14100 kW می‌باشد. در حالی که در پیکربندی پیشنهادی با عامل گازی‌ساز بخار‌آب، بیشترین میزان تخریب اگزرژی در اواپراتور با 10800 kW رخ می‌دهد. نتایج تحلیل اگزرژو-اقتصادی نشان می‌دهد، بیشترین نرخ هزینه تخریب اگزرژی در سیستم‌های پیشنهادی با عوامل گازی‌ساز هوا، اکسیژن و بخار‌‌‌‌آب مربوط به محفظه پس‌سوز می‌باشد. به‌طوری که سهم هزینه تخریب اگزرژی برای محفظه پس‌سوز در سه پیکربندی پیشنهادی با عوامل گازی‌ساز هوا، اکسیژن و بخار‌آب به ترتیب در حدود 38.32%، 38.66% و 58.43% می‌باشد. نتایج تحلیل اگزرژو-زیست‌محیطی نیز نشان می‌دهد، بیشترین نرخ اثر زیست‌محیطی تخریب اگزرژی در سه سیستم پیشنهادی با عوامل گازی‌ساز هوا، اکسیژن و بخار‌آب به ترتیب در پیل‌سوختی کربنات مذاب و محفظه پس‌سوز رخ می‌دهد. به‌طوری که سهم اثر زیست‌محیطی ناشی از تخریب اگزرژی در سیستم‌های پیشنهادی با عوامل گازی‌ساز هوا، اکسیژن و بخار‌آب در پیل‌سوختی کربنات مذاب به ترتیب برابر 62.64% ، 62.51% و 51.06% می‌باشد. در انتهای مطالعه حاضر، به‌منظور تعیین مقادیر بهینه برای متغیرهای تصمیم‌گیری یک بهینه‌سازی چند هدفه به کمک اگوریتم ژنتیک NSGA-II و شامل توابع هدف راندمان اگزرژی، نرخ هزینه کل سیستم و نرخ اثر زیست‌محیطی کل سیستم ارائه شد
کلید واژه ها (نمایه ها):
#کلمات کلیدی: سیستم تولید همزمان توان #گرمایش و سرمایش #پیل‌سوختی کربنات مذاب #واحد گازی‌سازی #راندمان انرژی #راندمان اگزرژی
محل نگهداری: کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود
یادداشت: حقوق مادی و معنوی متعلق به دانشگاه صنعتی شاهرود می باشد.
تعداد بازدید کننده:
پایان نامه های مرتبط (بر اساس کلیدواژه ها)