مطالعه پارامتریک و بهینه یابی عملکرد یک سیستم ترکیبی توربین قدرت همراه سرمایش با منابع دما پایین

در این پایان نامه به بررسی سیکل ترکیبی تولید قدرت و سرمایش پرداخته شد. این سیکل توانایی استفاده از سیال عامل های دوگانه را دارد که در این بررسی از دو سیال عامل آب-آمونیاک و پروپان-دکان استفاده شد. در ابتدا توضیحی مختصر درمورد سیکلهای رابرتسون و کالینا که پایه ی اولیه سیکل مورد بررسی میباشند ارائه شد و از آنجایی که تولید سرمایش نیز یکی از خروجی های حائز اهمیت سیکل می باشد، شرحی مختصر بر انواع سیکلهای تبرید جذبی انجام گرفت. برای بدست آوردن خواص ترمودینامیکی سیالات مورد استفاده در تحلیل سیکل، از روشهایی برای محاسبه آنها استفاده شده است. در جهت نیل به این هدف، خواص ترمودینامیکی آب-آمونیاک، از روش انرژی آزاد گیبس بدست آمد که مطابقت مطلوبی با داده های موجود از خود نشان میدهد و از طرفی محاسبه کیفیت سیال مورد بررسی ضروری بوده است به این منظور از روابطی برای بدستآوردن نقاط حباب و شبنم استفاده شد. در مورد سیال آلی مورد بررسی از نرم افزار refprop استفاده شده که این نرم افزار از روش هلمهولتز برای محاسبه خواص ترمودینامیکی سیال ترکیبی مورد نظر استفاده می کند. این نرم افزار قابلیت ارتباط با نرم افزار محاسباتی matlab را دارد. با استفاده از روابط مربوط به خواص سیالات به تحلیل ترمودینامیکی سیکل پرداخته شد و حالت سیال عامل در هر نقطه از سیکل بدست آمد و سیکل ایده آل لورنتز برای محاسبه راندمان قانون دوم معرفی شد. و نمودارهایی در جهت مقایسه ی پارامتریک نسبت به متغیرهای طراحی ارائه شد. نتایج نشان داد در شرایط یکسان با استفاده از آب-آمونیاک، سیکل عملکرد بهتری از لحاظ قدرت خروجی و ظرفیت سرمایشی از خود به نمایش می گذارد. در ادامه شرحی مختصر از الگوریتم ژنتیک ارائه شد و روشهای مختلف بهینه سازی مطرح شد که در این پایان نامه از الگوریتم muga جهت بهینه سازی استفاده شدهاست. از آنجایی که عملکرد سیکل با استفاده از سیال آب-آمونیاک بهتر بوده است به بهینه سازی رفتار سیکل تحت این سیال عامل پرداخته شد. فشار ورودی توربین، دمای سوپرهیتر و دما کندانسور به عنوان متغیرهای طراحی و قدرت خروجی، راندمان حرارتی سیکل و ظرفیت سرمایشی به عنوان توابع هدف برگزیده شد. در ادامه، بهینه سازی با سه تابع هدف مورد بررسی قرار گرفت و نتایج در قالب نمودار پرتو ارائه شد.