عنوان

تحلیل انرژی، اگزرژی و ترمواکونومیک تبدیل‌کننده‌های حرارتی جذبی به منظور افزایش دمای منابع گرمایی دماپایین

Number

‭۱۶۶۶۵پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

تحلیل انرژی، اگزرژی و ترمواکونومیک تبدیل‌کننده‌های حرارتی جذبی به منظور افزایش دمای منابع گرمایی دماپایین

First Statement of Responsibility

/سینا صالحی

Name of Publisher, Distributor, etc.

: فنی مهندسی مکانیک

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۱۳۹۶‬

Name of Manufacturer

، راشدی

Text of Note

چاپی

Dissertation or thesis details and type of degree

دکتری

Discipline of degree

مهندسی مکانیک - تبدیل انرژی

Date of degree

‮‭۱۳۹۵/۰۲/۲۴‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

امروزه بخشی از انرژی صنایع و کارخانجات مختلف با کیفیت پایین و دمایی در حدود‮‭۶۰ - ۹۰‬درجه سلسیوس، به صورت انرژی اتلافی وارد محیط می‌شوند که کارایی لازم را برای استفاده در صنایع دیگر ندارند ولی اگر بتوان دمای آن‌ها را به بیش از ‮‭۱۰۰‬ درجه سانتیگراد رساند، می‌توان از آن‌ها در صنایع مختلف مانند شیرین‌سازی آب دریا استفاده کرد .در رساله حاضر عملکرد ترمودینامیکی و اقتصادی آرایش‌های مختلف تبدیل‌کننده‌های حرارتی جذبی اعم از تک‌اثره، دواثره، دو مرحله‌ای و سه اثره با سیال عامل لیتیوم بروماید/آب در شرایط کاری مختلف بررسی و بهینه‌سازی شده است .همچنین سیستم‌های تبدیل‌کننده حرارتی جذبی دواثره و سه‌اثره به یک سیستم آب شیرین‌کن کوپل شده و آهنگ جرمی تولید آب در آن‌ها مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است .برای مدلسازی سیستم‌ها، دبی جرمی چرخه در سیستم‌های تبدیل‌کننده حرارتی جذبی تک‌اثره و مقدار گرمای دریافتی توسط اواپراتور در سیستم‌های دواثره و سه‌اثره، به عنوان پارامترهای ثابت در نظر گرفته شده است .همچنین به ازای شرایط کاری مختلف و دمای اجزای متفاوت سیستم‌ها مقادیر پارامترهای ترمودینامیکی و اقتصادی موثر بر عملکرد سیستم‌ها مانند ضرایب عملکرد انرژی و اگزرژی و هزینه واحد اگزرژی محصول تولید شده، مورد ارزیابی قرار گرفته است .کلیه تحلیل‌های ذکر شده توسط نرم‌افزار ‮‭EES‬ انجام گرفته است .نتایج ترمودینامیکی و اقتصادی حاصل از بررسی آرایش‌های مختلف تبدیل‌کننده‌های حرارتی جذبی تک‌اثره نشان می‌دهد که با به کار بردن دو مبدل حرارتی به عنوان صرفه‌جو در این نوع از سیستم‌ها، می‌توان عملکرد انرژی و اگزرژی سیستم را به میزان حدود ‮‭۲۰‬ درصد افزایش داد .همچنین، در صورت استفاده از دو صرفه‌جو، هزینه اقتصادی و احتمال وقوع پدیده کریستالیزاسیون کاهش می‌یابد .بررسی و مقایسه آرایش‌های مختلف تبدیل‌کننده‌های حرارتی جذبی دواثره و دومرحله‌ای حاکی از این مطلب است که با آرایش سیستم دومرحله‌ای جدید پیشنهاد شده در این رساله می‌توان دمای انرژی گرمایی بدست آمده از منبع حرارتی دماپایین را با صرفه‌جویی حدود ‮‭۱۰‬ درصد در هزینه، به مقدار ‮‭۱۲۰‬ درجه سلسیوس افزایش داد .بهینه‌سازی چند هدفه انجام شده در این رساله که توسط الگوریتم ژنتیک و آنالیز پرتو انجام شده است، نشان می‌دهد که تحت شرایط بهینه در سیستم‌های دواثره، راندمان اگزرژی آرایشی که در آن، جریان ورودی یا خروجی از جاذب تقسیم نمی‌شود، بیشتر از راندمان اگزرژی در دیگر آرایش‌ها است .همچنین در تبدیل‌کننده‌های حرارتی جذبی سه اثره نشان داده شده است که آرایش جدید پیشنهاد شده دارای بهترین عملکرد ترمودینامیکی و ترمواکونومیکی بوده و از لحاظ میزان تولید آب شیرین بر دیگر آرایش‌ها برتری دارد .ضرایب عملکرد انرژی و اگزرژی در سیستم سه‌اثره جدید ارائه شده، در حدود ‮‭۱۰‬ درصد بیشتر از ضرایب عملکرد انرژی و اگزرژی در سیستم‌های قبلی است .در بخش دیگری از این رساله، امکان پدیده کریستالیزاسیون در انواع مختلف تبدیل‌کننده‌های حرارتی جذبی با آرایش‌های متفاوت مورد بررسی قرار گرفته است .نتایج حاصل از تحلیل پدیده کریستالیزاسیون نشانگر این مطلب است که امکان وقوع این پدیده در دمای کندانسور کمتر و دمای جاذب بیشتر، افزایش می‌یابد .از طرف دیگر با کاهش راندمان مبدل‌های حرارتی) صرفه‌جو (به کار رفته در این سیستم‌ها، امکان وقوع پدیده مخرب کریستالیزاسیون و تشکیل بلورهای لیتیم بروماید در ورودی ژنراتور افزایش می‌یابد

Text of Note

Nowadays, some parts of the industries required energies are released into the environment as waste heat. These energies have low qualities and temperatures ranged 60-90 oC and do not have appropriate performance in other industries. However, if their temperatures can be enhanced to an amount higher than 100 oC, they can be utilized in other industries such as water purification systems. In the present thesis, different configurations in absorption heat transformer systems comprising single-effect, double-effect, double-stage and triple-effect are investigated and optimized from the view-point of thermodynamics and economics. The analyses are carried out at different working conditions using EES (Engineering Equation Solver) software. The considered double and triple-effect absorption heat transformers are coupled with a water desalination system for water purification purposes. For the modeling of systems, mass flow rate of water in single-stage systems and the evaporator received heat in double and triple-effect absorption heat transformers are assumed to be the constant parameters. Moreover, the thermodynamic and economic parameters such as energy and exergy coefficients of performance and product unit cost are analyzed to assess systems performance at different working conditions and components temperatures. The results achieved from the analysis performed on the single-stage absorption heat transformers show that the energy and exergy coefficient of performance are improved about 20 by using two heat exchangers (economizers). On the other hand, the utilized heat exchangers decrease the total product unit cost and crystallization risk. In the present thesis, a novel configuration of double-stage absorption heat transformers is proposed and compared with other configurations of double-effect and double-stage systems from the view-point of thermodynamics and economics. The results show that the new proposed configuration has a gross temperature lift (GTL) of about 120 oC (10 ). The multi-objective optimization results which is carried out by genetic algorithm and Pareto frontier analysis show that under optimized conditions, the double-effect configuration in which, there is no split at its absorbers inlet or outlet has higher exergy coefficient of performance. Moreover, the new proposed configuration in triple-effect absorption heat transformers has about 10 higher energy and exergy coefficient of performance compared with two other investigated configurations. In another section of the thesis, crystallization risk in different types of absorption heat transformers is studied. The results show that higher absorber and lower condenser temperatures increase the crystallization possibility. Furthermore, as the economizers effectiveness decreases, the crystallization risk increases

صالحی، سینا

سید محمودی، سیدمحمد، استاد راهنما

یاری، مرتضی، استاد راهنما

گروسی فرشی، لیلی، استاد مشاور

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی