با توجه به کاربرد گسترده سیستم های تبرید در صنایع و لزوم دفع گرمای کندانسور این سیستم های تبرید از برج های خنک کن استفاده می شود. طراحی بهینه و انتخاب بهینه برج خنک کن ، بسته به شرایط جغرافیایی و شرایط آب و هوایی منطقه همواره مورد توجه خاص پژوهشگران و مهندسین بوده است. شرکت های تولید کننده برج های خنک کن تر با وزش اجباری در کاتالوگ های مهندسی خود یک سری ضرایب تصحیح ارائه می کنند که در انتخاب برج خنک کن از این ضرایب استفاده می شود که این ضرایب با استفاده از تست کردن برج خنک کن در انواع حالت های آب و هوایی بدست می آیند. در این پایاننامه تصمیم بر آن است که نرم افزاری تدوین شود تا با وارد کردن معلومات و شرایط آب و هوایی متوسط یک شهر و با استفاده از شبیه سازی ترمودینامیکی و بررسی انتقال جرم ، ضریب تصحیح انتخاب بهینه را برای یک برج خنک کن محاسبه و ارائه نماید . در این پایاننامه یک شبیه سازی ترمودینامیکی با استفاده ازکامپیوتر برای عملکرد برج خنک کن تر با وزش اجباری ارائه خواهد شد که با استفاده از روابط حاکم برای حالت sssf در یک برج ، مسئله برای دو حالت طراحی برج و حالت خارج از طراحی برج اجرا شده و ضرایب تصحیح انتخاب بهینه برج خنک کن برای حالت خارج از طراحی بدست خواهد آمد . که درضمن نتایج شبیه سازی با داده های موجود حاصل از آزمایش مقایسه خواهد شد. مدل ترمودینامیکی مورد نظر با استفاده از دو نرم افزار visual basic و excel ایجاد می شود که نرم افزار visual basic در قالب نرم افزار excel برای کد نویسی های لازم استفاده خواهد شد .

موتوری که در این پایان نامه روی آن متمرکز شده است شبیه موتور احتراق داخلی چهار زمانه است با این تفاوت که سر سیلندر آن دارای دو محفظه می باشد . یک محفظه احتراق و یک محفظه برای پیش گرم کردن هوا . این موتور، موتور شش زمانه نام دارد ونوعی از موتور احتراق داخلی می باشد که بر مبنای موتور چهارزمانه است با این تفاوت که در آن پیچیدگی هایی به منظور افزایش راندمان و کاهش آلودگی ایجاد شده است . در این پایان نامه عملکرد موتور شش زمانه برمبنای دیدگاه ترمودینامیک بررسی شده و دیاگرام های استاندارد هوائی رسم گردیده و راندمان حرارتی محاسبه شده است . ضمن اینکه عملکرد این موتور با موتور چهارزمانه مبنا مورد مقایسه قرار گرفته است . محفظه احتراق این موتورها هوای پیش گرم شده را دریافت کرده و با تزریق سوخت ، احتراق با راندمان حرارتی بالا ایجاد می کند . مرحله اصلی کار با احتراق انجام می گیرد و مرحله فرعی آن با هوای گرم شده و فشار بالایی که در محفظه جنبی حبس شده است صورت می گیرد .

استفاده از مجراهای مارپیچ و متخلخل از روش های رایج برای افزایش انتقال حرارت در جریان های یک فازی داخلی است که مطالعه در زمینه جریان سیال و انتقال حرارت در کانال های مارپیچ بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. این روش در مبدل حرارتی، دستگاه های سرمایش الکترونیکی، سیستم سرمایشی داخلی توربین گازی و توربوماشین هاکاربرد دارد.در مجراهای متخلخل افزایش سطح تماس به نسبت حجمی، می تواند باعث افزایش ناگهانی توزیع حرارت شود. به علت وزن کم، این مجراها می توانند درتشکیلات فضایی استفاده شده وبا توزیع یکنواخت جریان، مانع نوسانات دمای محلی و همگن شدن دما در سطح شوند. مطالعات زیادی در زمینه ی محیط های متخلخل بسته انجام گرفته و نتایج زیادی بیان شده است ولی مطالعات کمتری در مورد کانال های پوشیده از مواد متخلخل صورت گرفته است و به همین دلیل اطلاعات و تئوری های محدودی در دسترس است. ابتدا koh، stevens و merlin et al در آزمایشات خود میزان انتقال حرارت در کانال های متخلخل را بررسی کردند .در این آزمایشات ،با در نظر گرفتن شار حرارتی ثابت، دمای دیواره به شدت کاهش و شدت سرد شدن افزایش یافت. kuo و tien برای کانال هایی با بستر مواد فوم و جریان با جا به جایی اجباری و رینولدز پایین (6000-2000) و منبع حرارتی محاسباتی انجام داده و به این نتیجه رسیده اند که انتقال حرارت به میزان 2 تا 4 برابر افزایش می یابد. rachedi و chikh نیز در زمینه سرمایش جا به جایی اجباری در وسایل الکترونیکی تحقیقاتی انجام داده اند. hwang آزمایشاتی را برای مطالعه جریان سیال و انتقال حرارت آشفته در داخل لوله هایی با مواد متخلخل که این مواد در بالا و پایین لوله قرار داشتند انجام داد. نتایج براساس رینولدزهای بین 50000-10000 و ارتفاع های مختلف مواد متخلخل بیان شده است. و در میان لوله از ترموکوپلی استفاده شده که دمای محلی را بتواند محاسبه کند. hwang همچنین سرعت جریان توربولانس را توانسته محاسبه کند که مطالعات او نشان می دهد کانال هایی با مواد متخلخل ضریب اصطکاک بسیار پایین دارند. در این پایان نامه انتقال حرارت در یک مجرای مستطیل شکل سه بعدی، دیواره های بالا و پایین آن از ذراتی تشکیل شده اند که این ذرات متحرک اند و دیواره را تبدیل به محیط متخلخل کرده اند، به صورت عددی بررسی می شود. از معادلات ناویراستوکس برای مدل سازی جریان آشفته در محیط متخلخل و از مدل دارسی ـ بریکمن برای مدل سازی جریان از میان این ذرات تخلخل ساز استفاده خواهد شد. مدل های یک معادله ای و دو معادله ای نیز برای شبیه سازی انتقال حرارت به کار برده می شود که در آخر نتایج حاصل از هر یک از این مدل ها بحث شده و با نمونه های آزمایشگاهی در ادبیات فن مقایسه خواهد شد. ضرایب انتقال حرارت و کاهش فشار در این پایان نامه برای جریان کاملاً توسعه یافته و 10 و 20 و 40 سوراخ در هر اینچ (ppi) و ضخامت های مختلف قسمت متخلخل محاسبه شده است و عدد رینولدز مابین 20000 و 50000 و ضرایب اصطکاک 058/0 و 043/0 در نظر گرفته شده. در این پایان نامه مراحل مختلف کار مورد مطالعه قرار خواهد گرفت و نتایج حاصله از این پژوهش با نتایج موجود در ادبیات فن مقایسه و اختلافها بیان شده و دلایل اختلافها و راه حل های لازم برای کاهش خطاهای احتمالی ارائه خواهد شدکه از نرم افزارهای fluent و gambit با افزودن زیر روالهایی برای رسیدن به این هدف استفاده خواهد شد.

در تحقیق حاضر پس از بررسی جامع پیشینه پژوهش انواع مدل برای محفظه انبساط انتخاب شده است. بررسی آکوستیکی جریان سیال و شبیه سازی عددی به کمک نرم افزار fluent شده است. برای این منظور یک موتور ci ساخت داخل انتخاب و پس از استخراج مشخصات عملکردی آن فرآیند شبیه سازی انجام شده است. ابتدا یک محفظه انبساط با قطر و طول معلوم انتخاب شده و اثر تغییر طول و قطر در کاهش صدای مزاحم و شدت تراز صوت بر حسب دسی بل، در دورهای مختلف موتور بررسی شده است. گفتنی است محفظه انبساط علاوه بر جلوگیری از انتقال امواج صوتی، نباید در راه عبور گاز افت فشار محسوسی ایجاد کند. با بررسی مقدار کاهش نویز و افت فشار حاصل شده، ابعاد هندسی بهینه برای نصب در موتور انتخابی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین موارد فوق برای محفظه انبساط دوگانه نیز مورد بررسی قرار گرفته است. مدل دو محفظه ای رویکردی جهت کاهش بیشتر صدای مزاحم است. در نهایت پس از استخراج نتایج عددی، بحث های فیزیکی و مقایسه های انجام گرفته مدل مناسب انتخاب می شود.

در این مقاله، دو تئوری جدید برای اجکتور بر پایه اختلاط در فشار ثابت طرح ریزی شده و مدل ترمودینامیکی با استفاده از نرم افزار ees ارائه شده است. در دو بخش مختلف این دو مدل با سیکل تبرید جذبی گکس کوپل شده است. در بخش اول مدل ارائه شده برای اجکتور را در سیکل های گکس به دو آرایش مختلف جایگذاری نمودیم. در مدل اولی اجکتور باعث افزایش فشار جاذب و در دومی فشار کندانسور را نسبت به اواپراتور افزایش داد. در شرایط کاری یکسان این دو آرایش با 3 نوع آرایش متفاوت برای سیکل تبرید جذبی گکس، گکس استاندارد و دو نوع آرایش مختلف برای گکس هیبریدی مورد مقایسه از نقطه نظر قانون اول و دوم قرار گرفت. با بررسی انجام گرفته تاثیر دمای ژنراتور، اواپراتور و دمای نزدیکی و همچنین اختلاف غلظت بر روی بازده قانون اول و دوم و همچنین بر نرخ انتقال حرارت و نرخ اگزرژی و نرخ برگشت ناپذیری کل مورد تحلیل قرار گرفت. با مقایسه 5 نوع آرایش مذکور در شرایط یکسان، چنین نتیجه شد که از نقطه نظر قانون دوم و به لحاظ استفاده از اجکتور بجای کمپرسور سیکل گکس اجکتوری که باعث افزایش فشار کندانسور می شود نتیجه مطلوبی نسبت به سایر آرایش ها نشان می دهد(7/16? بیشتر از سیکل گکس استاندارد). با افزایش دمای ژنراتور از 410 تا 460 کلوین برای همه آرایش ها هم برای قانون اول و هم دوم نقطه بهینه ای بدست آمد که برای یکی از سیکلهای گکس هیبریدی این پیک در مختصاتی متفاوت بدست آمد. همچنین نتایج حاکی از این بود که اجکتور در سیکلهای گکس اجکتوری درصد نرخ نابودی اگزرژی بالایی به خود اختصاص داده است. در بخش دوم کار، مدل دوم اجکتور را با سیکل گکس هیبریدی ترکیب نموده و آرایش جدیدی بدست آوردیم. سیکل جدید را از دیدگاه بازده قانون اول و دوم مورد بررسی قرار دادیم. عملکرد سیکل جدید را با سیکل های تبرید جذبی تک اثره، گکس مرسوم و گکس هیبریدی در شرایط جاذب هوا خنک شو مورد مقایسه قرار دادیم. نتایج نشان می دهد که سیکل گکس هیبریدی اجکتوری در محدوده دمای بالای ژنراتور عملکرد بهتری دارد. همچنین افزایش نسبت فشار کمپرسور باعث افزایش بازده قانون اول و دوم می شود. افزایش نسبت انبساط اجکتور باعث کاهش بازده قانون اول می شود در حالیکه در مورد بازده قانون دوم رفتاری متفاوت دیده می شود.

در این کار، تحلیل انرژی و اگزرژی نیروگاه تبریز و همچنین اثر تغییر دادن دمای محیط(حالت مرده) در تحلیل اگزرژی چرخه نیروگاه واقعی ارایه شده است. در چرخه نیروگاه تبریز، حداکثر اتلاف انرژی در چگالنده و به میزان755/446 مگاوات در زمستان و23/447 مگاوات در تابستان اتفاق می افتد و سپس بویلر بیشترین مقدار تلفات انرژی به میزان956/195مگاوات در تابستان و654/199 مگاوات در زمستان را دارد و دیگر بخش ها تنها کمتر از 4% از اتلاف انرژی کل را شامل می شوند. علاوه بر این بازده گرمایی نیروگاه بر اساس ارزش گرمایی پایین سوخت ها، در زمستان 14/33% و در تابستان 43/32% بود. از طرف دیگر تحلیل های اگزرژی نشان دادند که انرژی پس داده شده به محیط در چگالنده به دلیل کیفیت پایین آن از لحاظ ترمودینامیکی، قابل ملاحظه نمی باشد. از لحاظ نابودی اگزرژی، بیشترین اتلافات در سیستم بویلر و به مقدار931/635 مگاوات در تابستان و 885/639 مگاوات در زمستان بود از اگزرژی ورودی سوخت ها، نابود می شود. در توربین نیز در زمستان 122/77 ودر تابستان 146/74مگاوات اگزرژی نابود می شود که حدود 75/9% کل اگزرژی ورودی به چرخه می باشد. درصد نابودی اگزرژی در چگالنده، در زمستان 963/5% و در تابستان 8/3% و در سایر بخش ها کمتر از4% بود. راندمان اگزرژی چرخه در زمستان26/31% و در تابستان6/30% به دست آمد که نسبت به نیروگاه های مدرن خیلی کم می باشد. اصلی ترین منبع نابودی اگزرژی سیستم بویلر بود و در آن واکنش های شیمیایی مهمترین منبع نابودی اگزرژی در محفظه ی احتراق بودند. نابودی اگزرژی در محفظه ی احتراق، عمدتاً تحت تاثیر ضریب هوای اضافی و دمای هوای ورودی به محفظه ی احتراق می باشد و بازده احتراق می تواند به وسیله ی پیش گرم کردن هوای ورودی به محفظه ی احتراق و کاهش نسبت سوخت به هوا بهتر شود. اگر چه درصد نابودی اگزرژی و بازده اجزای چرخه با تغییر دمای مرجع، تغییر می کند اما نتیجه کلی یکسان است و آن اینکه بویلر منبع اصلی بازگشت ناپذیری ها در نیروگاه تبریز می باشد.

روش های مختلفی بر ای ارتقای بازدهی و کاهش مصرف ویژه ی سوخت در توربین های گازی به کار گرفته شده است. توربین گاز نیز علاوه بر کاربرد نیروگاهی حسب پیدایش خود،کاربرد پیشرانه ی هواپیما را نیز دارد. هدف کاهش مصرف سوخت در نیروی جلوبرنده ثابت یک موتور جت دقیقا منطبق با ارتقای بازدهی توربین گاز می باشد. چون این توربین گاز علاوه بر وظیفه ی راندن کمپرسور، وظیفه ی تولید گاز برای ایجاد جت را دارد. حال با توجه به نسبت به جرم مولکولی بخار آب به محصولات احتراق قابل پیش بینی است که به طور ایده آل 60 درصد حجم ویژه گازهای تولیدی افزایش می یابد. نظر به اینکه به طور متداول رقیق سازی(کاهش دما) و یکنواخت سازی دمای محصولات احتراق در ورودی توربین گاز مستلزم آن بوده که کمپرسور هوای متراکم زیادی تولید کند، حال با وارد کردن آب به صورت بخار یا مایع اعمال فوق بدون نیاز به هوای اضافی انجام می گیرد. ضمن اینکه حجم ویژه ی محصولات احتراق حاوی بخار آب بالاتر از حالت خشک خود است. از طرف دیگر بالا بودن دمای محصولات احتراق در توربین گاز مستلزم خنک کاری پره ها بوده که باز هم از طریق هوای متراکم تولیدی مازاد کمپرسور عمل خنک کاری لایه ای در پره ها لازم بوده که با استفاده از محصولات احتراق مرطوب با دمایی کمتر نسبت به حالت خشک، نیاز به خنک کاری پره های توربین از بین می رود. در نتیجه به دو دلیل فوق نیاز به حجم هوای متراکم در کمپرسور کاهش می یابد و موجب کاهش ابعاد کمپرسور می گردد که از طرفی گشتاور لازم به اینرسی اولیه کمتر می گردد و همچنین توان انتقالی از توربین به کمپرسور نیز کاهش می یابد و بدین طریق ابعاد توربین و ظرفیت آن هم کمتر می گردد. در صورتی که اثر افزایش حجم ویژه برای تولید جت و نیروی جلوبرنده اولیه نیاز به کمپرسور و توربین کوچکتری داشته و به تبع آن مصرف سوخت کاهش می یابد. در این پروژه هدف اصلی بررسی ترمودینامیکی عملکرد توربین گاز با لحاظ نمودن اثر پاشش h_2 o به محفظه ی احتراق از دیدگاه قوانین آن مد نظر می باشد.

نظر به اینکه چرخه های متداول توربین گاز در حالت واقعی شامل چرخه ساده ،چرخه بازیاب،چرخه توام با باز گرمایش،چرخه توام با خنک کن میانی بین کمپرسورهای hp و lp می باشد، این چرخه ها با ترکیب شدن با سیکل رانکین با 3 سیال عامل آلی و بخار آب،16 سیکل ترکیبی را تشکیل می د هند. در این پایانامه تحلیل ترمودینامیکی سیکل ترکیبی فوق الذکر با 3 سیال عامل آلی و بخار آب از نظر قانون اول و قانون دوم بررسی و منحنی های عملکردی با هم مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد از بین سیال های آلی بررسی شده، سیال تولوئن بهترین عملکرد را از نظر قانون اول و دوم می دهد. همچنین نتایج نشان می دهد کل سیستم سیکل توربین گاز با بازگرمایش / سیکل رانکین بالاترین تولید توان و سیکل توربین گاز با بازیاب / سیکل رانکین پایین ترین تولید توان را دارد. بازده قانون اول در نسبت فشارهای بزرگتر از 12 برای سیکل توربین گاز با بازگرمایش / سیکل رانکین بیشترین و برای سیکل ساده توربین گاز / رانکین کمترین است. در نسبت فشارهای زیر 18، نرخ تخریب اگزرژی برای سیکل ساده توربین گاز / رانکین بیشترین و برای سیکل توربین گاز با بازیاب / سیکل رانکین کمترین است. بازده قانون دوم در نسبت فشارهای بالاتر از 12 برای سیکل توربین گاز با بازگرمایش / سیکل رانکین بیشترین و برای سیکل ساده توربین گاز / سیکل رانکین کمترین است. برای دمای ورودی توربین بالاتر از °c 1440 سیکل ساده توربین گاز / رانکین و برای دماهای پایین تر از آن سیکل توربین گاز با بازگرمایش / سیکل رانکین بالاترین مقدار تخریب اگزرژی را داراست. همچنین نرخ تخریب اگزرژی برای سیکل توربین گاز با بازیاب / سیکل رانکین کمترین است.بازده قانون دوم برای سیکل توربین گاز با بازگرمایش / سیکل رانکین بیشترین و برای سیکل ساده توربین گاز / سیکل رانکین کمترین است

لازم به ذکر است که برمبنای اصول انتقال حرارت ومکانیک سیالات وترمودینامیک مدلسازی لازم انجام گرفته است وبااعمال شرایط مرزی وانتخاب شبکه بندی مناسب بطوری که نتایج مستقل از شبکه شود توسط نرم افزار fluent تحلیل لازم انجام گرفته ونتایج حاصل با نتایج تجربی موجود در مقالات مقایسه ومورداعتبارسنجی قرار خواهد گرفت. ضمنادر مقالات موجود تک حلقه با مقطع دایروی وچند حلقه با مقطع مستطیلی مورد بررسی قرار گرفته وهدف این پایان نامه تحلیل جامع مبدل چند حلقه دایروی است.

ابتدا سیکل تبرید جذبی eax در شرایط مبنا از لحاظ قانون اول ترمودینامیک مورد بررسی قرارگرفته و ضریب عملکرد سیکل وخواص همه ی نقاط آن بدست آمده است،سپس این سیکل در شرایط مبنا از لحاظ قانون دوم ترمودینامیک مورد بررسی قرار گرفته است. در مقایسه ی بین سیکل ها سعی شده که تمام شرایط بغیر از پارامتر مورد بررسی برای هر سه سیکل یکسان در نظر گرفته شود.در ابتدا تغییرات ضریب عملکرد و بازده اگزرژتیکی برای هر سه سیکل مورد نظر بر حسب دمای ژنراتور مورد بررسی قرار گرفته است و مشخص شده است که سیکل eax در بازه ی دمایی پایین عملکرد بهتری از سیکل دو اثره دارد ولی در دماهای بالای ژنراتور عملکرد سیکل دو اثره هم از لحاظ قانون اول وهم از لحاظ قانون دوم بهتر است.در ادامه دو سیکل دو اثره و eax از لحاظ قانون اول و دوم ترمودینامیک بر حسب پارامتر های دمای کندانسور ، دمای ابزربرو دمای اواپراتور مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفتند که این مقایسه عملکرد بهتر سیکل eax در دمای بالای کندانسور و ابزربر و دمای پایین اواپراتوررا نشان میدهد.سپس سیکل eax بر حسب سایر پارامتر های غیر مشترک از جمله کارایی مبادله کن های گرمایی محلول از لحاظ قانون اول ودوم ترمودینامیک بررسی شده است، و همچنین تغییرات تلفات اگزرژی نسبی برای تمام اجزای سیکل بر حسب تمام پارامتر های مورد بررسی آورده شده است.در نهایت نیز امکان وقوع پدیده ی کریستالیزاسیون در سیکل eax در شرایط کار کرد مختلف مورد بررسی قرار گرفته است . با تو جه به اینکه محتمل ترین محل برای وقوع پدیده ی کریستالیزاسیون در سیکل های تبرید جذبی ورودی ابزر می باشد هر سه ورودی ابزربر در سیکل eax ارزیابی شده و مشخص می شود که فقط در ورودی ابزربر 1 در دمای بالای ژنراتور امکان وقوع کریستالیزاسیون وجود دارد.

راهکار پیشنهادی ما برای مقابله با این روند روبه رشد میزان کربن دی اکسید اتمسفر، استفاده از سیکل های oxy-fuel با احتراق داخلی ناشی از سوخت های فسیلی و اکسیژن خالص می باشد. (به جای ترکیب سوخت و هوا در محفظه ی احتراق از ترکیب سوخت و اکسیژن استفاده می کنیم ) ازجمله مزایای این تکنولوژی رو به رشد می توان به موارد زیر اشاره کرد: - قابلیت استفاده از گستره ی وسیعی از سوخت ها مانند گاز طبیعی، بیومس ها و... - منتجه ی احتراق با اکسیژن خالص یک سیال کاری عمدتا تشکیل یافته از بخار آب و کربن دی اکسید است که به راحتی می-توان کربن دی اکسید موجود را طی فرایند سردسازی جدا کرد که البته توجیه اقتصادی نیز دارد. - کاهش nox که ناشی از احتراق نیتروژن دردماهای بالاست و مهمتر اینکه این میزان اندک nox نیز مانند کربن دی اکسید قابل جداسازی بوده و از ورود آن به اتمسفر جلوگیری به عمل می آید. ناگفته نماند عامل محدود کننده ی ما استفاده از اجزای پیشرفته برای توربوماشین هاست که از قابلیت تحمل بالایی برخوردار باشند. اکسیژن مورد نیاز این سیکل در مقیاس های بزرگ توسط واحدهای جداکننده ی هواair separator unit (asu) قابل تهیه است. خوشبختانه ترکیب بخار آب و کربن دی اکسید و استفاده از آن به عنوان سیال کاری در جایگاه های تولید توان ما را به هدفمان که رسیدن به بیشینه مقدار بازده ترمودینامیکی است نزدیک می کند، بنابراین هزینه ی اضافی مربوط به عرضه ی اکسیژن خالص توجیه اقتصادی نیز پیدا می کند. ضمنا شبیه سازی چرخه موردنظر با حل دستگاه معادلات غیرخطی حاصل از تحلیل ترمودینامیکی آن توسط نرم افزار ees انجام شد.

چرخهرانکینآلیبهعنوانیکچرخهکارابرایتولیدتواندردما هایپایینشناختهشدهاست. چرخهرانکینآلیتواناییبالقوهایدرتولیدتوانازدماهایپایینومتوسطرادارد . درزمینهبهینهسازیاینچرخهبهبیشینهسازیبازدهچرخه،باانتخابسیالعاملمناسبمیپردازیم. معیارانتخاب،تاثیرسیالعاملدربازدهگرماییچرخهو بازده کلی چرخه میباشد. انتخابسیالتنهابهخواصترمودینامیکیوفیزیکیسیالوابستهنبوده،بلکهایمنی،دردسترسبودن،هزینه،بازدهگرمایبالا،اثراتزیستمحیطیوسازگاریباموادتشکیلدهندهسیستممعیارهایاساسیبرایانتخابسیالمناسبمیباشد. مشخصاتسیالعاملمناسبعبارتنداز: حجممخصوصپایین،فشارمناسبدرمبدلگرمایی،پایداریگرمایی،هزینهپایین،گرماینهانوچگالیبالا،گرمایمخصوصپایینوهمچنینحداقلاثراتزیستمحیطیازجملهظرفیتپایین تخریباُزون،ظرفیتپایینگلخانهای(گرمایشکرهزمین)،عمرکوتاهمدتدر اتمسفر. سیالات r123، r141b،r245fa ، r600برای سیکل رانکین آلی انتخاب شده و سیالات r134a، r142b، r152a، r227ea، r290، r600، r717برای چرخه تبرید تراکمی انتخاب و بررسی شدند. بیشترین بازده ترمودینامیکی برای r600با r290 اتفاق افتاد که 18% می باشد. بیشترین بازده کلی برای r600 با r152aاتفاق می افتد که 37% می باشد. سیال عامل مورد استفاده در سیکل تبرید تراکمی را با توجه به تمامی پارامتر های تاثیر گذار سیستم و معیار های اساسی برای انتخاب سیال را مورد بررسی قرار داده و سیالات مناسب را انتخاب کرده سپس با ترکیب هر دو سیکل با توجه به بیشترین بازده در قوانین اول و دوم ترمودینامیک و همچنین مسائل زیست محیطی و شرایط مورد استفاده بهترین ترکیب سیالات عامل را انتخاب می کنیم همچنین به بهینه سازی و بررسی پارامتر های قابل تغییر در سیستم از قبیل فشار های ورودی توربین، دماهای نقاط مختلف چرخه و نقطه پینچ و... می پردازیم.

چکیده: در کشور ما در حال حاضر سوخت بنزین درسه نوع معمولی، یورو4 و سوپر عرضه می گردد که عدد اکتان این سوخت ها به ترتیب تحت ron87 ،91 ronو ron95 می باشد. با توجه به اینکه عدد اکتان بنزین تاثیر قابل توجهی در عملکرد موتور خواهد داشت لذا در این تحقیق عملکرد موتور tu5jp4 که یکی از رایج ترین موتورهای مورد استفاده در کشور ما می باشد و روی خودروهای پرتیراژی مانند خودروهای پژو206 و پژو405 و پژو پارس نصب شده است تحت بارهای جزئی از لحاظ مصرف ویژه سوخت، توان، گشتاور و درصد آلاینده ها مانند هیدروکربورها ، مونواکسیدکربن ، دی اکسیدکربن و اکسید ازت در بارهای جزئی مورد بررسی قرار گرفت و نتیجه گیری شد که توان و گشتاور ترمزی با بنزین سوپر در دورهای بالا و در حالت بارزیاد حدود 21% بیشتر از بنزین یورو4 شد، همچنین در بارهای متوسط و زیاد مصرف ویژه سوخت بنزین سوپر پایین تر از بنزین یورو4 بود از لحاظ میزان انتشار co2 مقدار هر دو نوع باهم برابر و در تمامی بارها و دورها حدود 14 درصد بود. اما از لحاظ انتشار آلاینده nox در دور 2500 بنزین سوپر نسبت به بنزین یورو4 حدود 5 درصد آلایندگی کمتری داشت. در مورد میزان co تولیدی در کل تفاوت چندانی وجود نداشت و در نهایت مشخص شد که میزان hc در بار کم با هر دو سوخت بیشتر بود.

در حال حاضر مبدل های حرارتی پوسته و لوله ای بیشترین نقش را در انتقال حرارت در صنایع مختلف مانند پالایشگاهها، پتروشیمی ها، تاسیسات حرارتی و برودتی و... دارند. بافلها نیز یکی از اجزاء مهم این نوع از مبدل های حرارتی بوده بنابراین یکی از مهم ترین مراحل طراحی این نوع از مبدل های حرارتی، انتخاب نوع بافل و نحوه چیدمان آن می باشد. بافلهای رایج در حال حاضر از نوع بافلهای برشی بوده و بافلهای مارپیچ نیز برای بهبود عملکرد این نوع از مبدل های حرارتی مورد استفاده قرار می گیرد. هدف کلی از انجام این پایان نامه، یافتن زوایای مارپیچ بهینه در بافلهای مارپیچ جهت جایگزینی با بافلهای برشی از دیدگاه های مختلف دارند. برای دستیابی به این هدف کلی، عملکرد مبدل های حرارتی پوسته و لوله ای با بافلهای برشی و بافل های مارپیچ با زوایای مارپیچ 5 تا 45 درجه از نقطه نظر عملکرد حرارتی، اگزرژی و اقتصادی بررسی شده و با استفاده از الگوریتم های بهینه سازی عملکرد بهینه انواع مختلف بافلها مورد مقایسه قرار گرفته است. مطالعه موردی تجربی نیز در مقیاس صنعتی با مقایسه عملکرد حرارتی، میزان فولینگ و هزینه های یک مبدل حرارتی با دو تیوب باندل مختلف، یکی با بافل های برشی و دیگری با بافل های مارپیچ، انجام شده است.

این پروژه قصد دارد که با تامین هوای ابزاردقیق مورد نیاز برای آب بندی، خنک کاری و پاور شیرهای کنترلی توربوکمپرسورهای گاز از خود این دستگاهها(خود تغذیگی)، که قبلا" توسط دستگاههای هواساز جانبی تامین می گشت، وابستگی کارکرد توربوکمپرسورهای گاز به کمپرسورهای هواساز را رفع نموده و با اینکار بخشی از توقفهای ناخواسته توربینها که دغدغه مزمن در صنعت گاز بوده را حذف نماید و همچنین با خارج کردن کمپرسورهای هواساز از دائم کار بودن، موجب صرفه جوئی قابل توجهی در مصرف قطعات یدکی و هزینه های سرویس و نگهداری و مصرف انرژی برق گردد.