امروزه مصرف انرژی الکتریکی به دلیل قابلیت استفاده آسان، و پر کاربرد بودن آن در اثر تغییر نحوه کارکرد سیستم ها، از مکانیکی به الکتریکی، افزایش چشم گیری یافته است. طی چند دهه اخیر که نگاه جوامع توسعه یافته به سوی حفاظت از محیط زیست معطوف شده است (برای مثال پیمان کیوتو) توسعه سیستمهای پیل سوختی پر بازده و کم آلاینده به شدت مورد توجه قرار گرفت. پیل های سوختی یکی از سیستم های تقریبا نو در تولید برق می باشند که به سرعت در حال توسعه می باشند. علاوه بر محگازهایه تولید توان بسیار گسترده (از 1 وات تا بیش از 10 مگاوات)، پیل های سوختی قابلیت هیبرید شدن با دیگر سیستم های تولید توان همچون نیروگاه های بخار و توربین های گاز را دارند. این امر موجب افزایش بهره وری انرژی و در نتیجه کاهش هزینه برق تولیدی و تولید آلاینده های محیطی می گردد. سیستم های هیبریدی مذکور در محگازهایه ی تولید توان گسترده ای ساخت و به بازار عرضه می شوند. بنابراین استفاده از این سیستم ها به عنوان منبع تامین الکتریسیته مصرفی ساختمان های مسکونی به صورت سیستم های مستقل از شبکه بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. خروجی سیستم هیبریدی پیل سوختی و توربین گاز به صورت جریان برق و گازهای داغ می باشد. در نتیجه می توان حرارت موجود در گازهای خروجی این سیستم ها را بازیافت کرد. در این تحقیق پیشنهاد بازیافت حرارت گازهای خروجی سیستم هیبریدی پیل سوختی- توربین گاز برای تامین بار سرمایشی یک ساختمان مسکونی ارائه می گردد. برای تامین بار سرمایشی می توان از چیلر جذبی استفاده کرد. منبع حرارتی چیلر جذبی بخار آب خواهد بود که توسط یک بویلر بازیاب (مبدل حرارتی) تامین می شود. مدل ترمودینامیکی و بررسی پارامتریک سیستم پیشنهادی مذکور در این تحقیق انجام می شود. در تحلیل پارامتریک این سیستم، تاثیر پارامترهای مهم طراحی و عملکرد همچون نسبت فشار کمپرسور، و دمای ورودی به توربین گاز بر روند عملکرد سیستم مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج نشان می دهند که افزایش نسبت فشار کمپرسور موجب افزایش توان الکتریکی سیستم هیبریدی می گردد. از طرف دیگر در اثر کاهش هوای خنک کن استک پیل سوختی، مقدار سرمایش تولیدی سیستم چیلر جذبی کاهش می یابد. دمای ورودی به توربین گاز، دیگر پارامتر مورد مطالعه، تاثیر مثبت و مستقیمی بر توان الکتریکی و میزان سرمایش تولیدی دارد. اما به دلیل افزایش مصرف سوخت، بازدهی قانون دوم کلی سیستم کاهش می یابد.

در این پایان نامه آب شیرین کن تبخیر چند مرحله ای با جریان پیش رونده مدلسازی شده است. همچنین انواع آب شیرین کن های تبخیری توضیح داده شده و آب شیرین کن msf با جریان آب شور برگشتی مدلسازی شده است، یک کد کامپیوتری با متلب برای هر دو نوع آب شیرین کن نوشته شده که بر اساس دمای آب دریا، غلظت نمک آب ورودی، تعداد اتاقک های تبخیر و ظرفیت آب تولیدی، پارامترهای خروجی ضریب عملکرد، مقدار بخار محرک، سطح حرارتی ویژه و دبی آب خنک کن را محاسبه می کند. برآورد هزینه ی آب تولیدی نشان می دهد که هزینه ی آب تولیدی توسط آب شیرین کن med در محدوده ی ظرفیت های مورد نظر کمتر از آب شیرین کن msf می باشد.

هدف از انجام پایان نامه ی حاضر، بررسی ترکیب سیستم های توان سیکل میکروتوربین به عنوان سیکل بالا دستی و سیکل آلی رانکین به عنوان سیکل پایین دستی با دیدگاه استفاده از گاز لندفیل-های زباله به صورت مستقیم و بدون جداسازی دی اکسیدکربن و متان است. بدین منظور، ابتدا میزان گاز تولید از لندفیل بصورت تخمینی محاسبه گشته و سپس تغذیه یک واحد میکروتوربین می گردد. پس از تولید توان از واحد بالا دستی، گازهای اگزوز منبع دما پایین سیکل پایین دستی را تامین می-کنند. سیال های آلی مورد مطالعه، از سه دسته ی خشک، مرطوب و آیزنتروپیک؛ یعنی، hfe7100، r113، r141b، r290، r600، r600a و rc318 و مخلوط سیال های هیدروکربنی r290 و r600 با درصد های مولی 25-75 و 50-50 % هستند. توان مخصوص خروجی از سیکل آلی رانکین در نسبت فشار 12 میکروتوربین، 29 الی 34% توان مخصوص سیکل بالا دستی است. مخلوط یک سیال آلی مرطوب و خشک، بازدهی سیکل آلی رانکین با سیال مرطوب را بیش از 2 برابر تغییر می-دهد. همچنین، تحلیل اگزرژی سیکل نشان می دهد که 81% تخریب اگزرژی سیکل بالا دستی در محفظه احتراق و 60% تخریب اگزرژی سیکل پایین دستی در اواپراتور رخ می دهد. افزایش نسبت فشار میکروتوربین از 8 به 16، باعث کاهش برگشت ناپذیری و تخریب اگزرژی سیکل آلی رانکین می-گردد. بازده اگزرژی سیکل آلی رانکین در محدوده فشار متغیر اواپراتور برای سیال های عامل، r113 و r141b در بازه 44 الی 49.5% و برای r290 در بازده 16.4 الی 37.6% بدست آمده است. نتایج نشان می دهد که با مخلوط کردن r290 و r600، با درصد های مولی به ترتیب 25 و 75، بازده اگزرژی سیکل آلی رانکین به 49% می رسد. استفاده از سیکل آلی رانکین، بازده حرارتی سیکل ترکیبی را بسته به نوع سیال عامل، 3 الی 20% بهبود می بخشد. در نهایت تحلیل اختلاف دمای نقطه ی پینچ به جهت بهینه سازی اواپراتور، انجام گرفته است. کمترین اختلاف دما در فشار یکسان برای سیال های r141b و r113 و به مقدار k 128 و بیشترین مقدار برای rc318 با k 219 حاصل می شود. مخلوط کردن دو سیال هیدروکربنی مرطوب و خشک، تاثیری در اختلاف دمای نقطه ی پینچ در مقایسه با سیکل حاوی سیال عامل خالص مرطوب نشان نمی دهد.

یکی از اهداف اصلی این پروژه به دست آوردن بازده حرارتی و اگزرژی سیکل های ترکیبی موازی و سری با استفاده از سیکل های دومداره متفاوت می باشد، از طرف دیگر نوع سیال کاری در نیروگاه های دومداره نیز حائز اهمیت هستند، لذا این پروژه سعی بر آن دارد تا به وسیله کدنویسی در نرم افزارهای matlab و ees علاوه بر بدست آوردن فشار بهینه برای مخازن تفکیک کننده، تاثیر سیکلهای دومداره بر بازده و بدست آوردن بهترین سیال کاری در سیکل دومداره نیروگاههای ترکیبی زمین گرمایی را مورد تحلیل قرار دهد. از انواع متداول سیکلهای دو مداره می توان به سیکل رانکین ساده (basic orc) ، سیکل رانکین به همراه مبدل حرارتی داخلی(orc with ihe)، سیکل رانکین با منبع گرمکن تغدیه (regenerative orc) و سیکل رانکین آلی به همراه ihe و ofoh اشاره کرد که در هر دو نوع نیروگاههای سری و موازی مورد تجزیه وتحلیل قرار خواهند گرفت. نتایج نشان داده اند که یک سیکل ترکیبی موازی با مبدل حرارتی داخلی و گرمکن تغدیه در شرایط بهینه راندمان حرارتی برابر با 87/19 درصد و راندمان اگزرژی 41/68 درصد را می تواند داشته باشد، به طوری که در این سیکل 97/9 و 29/7 درصد افزایش راندمان حرارتی، 25/28 و 43/17 درصد افزایش راندمان اگزرژی به ترتیب نسبت به سیکل تبخیر آنی تک مرحله ای و دومرحلهای حاصل می شود. بیشترین راندمان حرارتی در یک سیکل سری مربوط به سیکل رانکین آلی با ihe و ofoh می باشد اما قانون دوم ترمودینامیک بیشترین راندمان اگزرژی را در سیکل رانکین آلی به همراه مبدل حرارتی نتیجه می دهد درحالیکه در سیکل سری ای که از گرمکن تغذیه استفاده می کنند راندمان اگزرژی پایین می آید. به طوریکه برای سیکل ترکیبی سری با مبدل حرارتی داخلی نسبت به سیکل های بخار آنی تک مرحله ای و دومرحله ای 62/7 و 94/4 درصد افرایش راندمان حرارتی، 87/21 و 89/10 درصد افزایش راندمان اگزرژی داریم.

تجارت جهانی گاز طبیعی مایع شده (lng) در طول دهه اخیر به بیش از دو برابر رسیده و ?? درصد از حجم معاملات انجام شده در بازار گاز مربوط به گاز طبیعی مایع شده می باشد. در طول این دهه، جهت بهبود تکنولوژی مایع سازی گاز طبیعی و رسیدن به مقیاس تولید با صرفه اقتصادی تلاش های عمده ای صورت گرفته است. برای رسیدن به این نقطه، مطالعه بر روی سیکل های مختلف تولید lng بسیار مورد اهمیت است. سیکل mfc که سیکلی سه طبقه و تحت لیسانس شرکت لینده می باشد یکی از مهمترین سیکل هایی است که در عرصه مایع سازی گاز طبیعی بسیار مورد توجه است. این سیکل دارای سه طبقه بوده و در همه طبقات آن از ترکیب چند مبرد استفاده شده است. همان طور که قابل پیش بینی است با انتخاب اصولی اجزای مبرد می توان به مقدار زیادی در هزینه کل و مصرف انرژی صرفه جویی نمود. در این پایان نامه، ابتدا یک سیکل سیکل mfc در نرم افزار اسپن پلاس شبیه سازی شده و سپس با تکیه بر متغیرهای تصمیمی نظیر اجزا مبرد مختلط و درصد مولی هر جز و همچنین بهره گیری از کدهای فرترن به کمینه نمودن میزان هزینه کل و بهبود میزان انرژی مصرفی همت گماشته شد و در پایان نیز نتایج مطلوبی حاصل گردیدکه از جمله این نتایج می توان به کاهش 16/3 درصدی در کار مصرفی کمپرسور، کاهش 95/2 درصدی در ظرفیت مبدل های حرارتی و همچنین کاهش حدودا 3 درصدی در میزان هزینه کل اشاره نمود.

هدف از انجام این پروژه شبیه سازی جریان داخل پمپ دنده ای نوع چرخدنده خارجی می باشد. پمپهای دنده ای یکی از مهمترین و پرکاربردترین ابزارهای تولید توان هیدرولیکی، جابجایی سیالات و مواد توده ای سیالات بسیار لزج و ... در صنایع عمومی، شیمیایی، غذایی و ... بوده و قادر به تولید فشارهای بسیار بالا و دبی منظم و دقیق می باشند. از آنجا که اصول کارکرد و نگهداری و تعمیرات این پمپها در مقایسه با سایر انواع دیگر ساده تر است. استفاده از این دسته، در صنایع کوچک نیز محبوبیت دارد با توجه به هندسه پیچیده اجزا داخلی پمپ دنده ای نوع چرخدنده خارجی، قوانین حاکم بر نحوه کارکرد پمپ و به منظور صرفه جویی در منابع محاسباتی و زمان، مدل ساده شده پمپ مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور معادلات حاکم در دستگاه مختصات در حال دوران بدست آمده و پس از اعمال شرایط مرزی به کمک روش های عددی حل شده اند به منظور بررسی اثر پدیده اعتشاش بر روی رفتار پمپ، چهار مدل اغتشاش مختلف از خانواده مدل های دو معادله ای و مدلهای تنشهای رثیولدز بکار گرفته و مقایسه شده اند. در قسمت نتایج کانتورهای فشار، مولفه های سرعت و ترسیم شده و با مقادیر مرجع مقایسه گردیده اند. همچنین رفتار متغیرهای پمپ با تغییرات سرعت ورودی و لزجت سیال مطالعه شده اند.