تحلیل ترمودینامیکی عملکرد سیکل برایتون عملی براساس آنالیز اگزرژی

مهمترین هدف از گسترش سیستم ها اینست که بطور موثر از منابع انرژی های تجدیدناپذیر همچون نفت و گاز طبیعی استفاده نمائیم. روش آنالیز اگزرژی برای پیش بردن این هدف بسیار مناسب است چرا که محل و نوع و اندازه حقیقی از اتلاف را می تواند تعیین نماید. که این اطلاعات می تواند بمنظور طراحی سیستم های جدید استفاده شود. در واقع روش اگزرژی نشان می دهد که در دور شدن عملکرد یک سیستم از حالت ایده آل کدام اجزاء در این حرکت سهیم هستند و این که چه کاری می توانیم در جهت طراحی بهتر این سیستم ها بمنظور بازگشت ناپذیری های کم انجام دهیم. یکی از خصوصیات مشخص معادله مربوط به موازنه اگزوژی اینست که اگزرژی مورد بحث در هر جزء از سیستم حرارتی می تواند بر حسب ترمهایی نظیر اگزرژی جریان و آنتروپی تولید شده جریان و نرخ اگزرژی های مناسب همچون سوخت و کار قابل دسترس نوشته شود. با توجه به هزینه پایین سوخت بویژه گاز طبیعی در ایران استفاده از توربینهای گازی روش سودمند جهت تولید سریع قدرت می باشد. آنالیز اگزرژی ما را قادر می سازد تا راندمان سیستم و همچنین تخریب اگزرژی در هر جز از سیستم، نرخ جریان جرمی و دمای گازهای خروجی و ترکیبات آنرا معین نمائیم. همچنین می توان اثر دمای ورودی هوا و رطوبت نسبی آن را روی عملکرد سیستم مورد بررسی قرار داده و در صورت وجود داده های واقعی می توان مقادیر بدست آمده را با داده های واقعی سازندگان توربین گاز مقایسه نمائیم. در این مطالعه یک برنامه کامپیوتری جهت آنالیز انرژی و اگزرژی اجزا سیستم نوشته شده تا عملکرد ترمودینامیکی سیستم توربین گاز را شبیه سازی نماید. همچنین از روشهای موجود در بهینه سازی می نیمم سازی اگزرژی تخریب شده می باشد که براساس محدود کردن فاصله عملکرد طرح واقعی و یک سیستم ایده ال معقول که در معرض همان محدودیت های فیزیکی سیستم واقعی قرار می گیرد، می باشد. بمنظور مینیمم سازی بایستی موارد ایده آل ترمودینامیکی را با مشخصات سیستم ارتباط دهیم که با تغییر یک یا بیشتر این مشخصه ها می توانیم طرح را به یک شرایط کاری ترمودینامیکی بهینه نزدیک نمائیم. در این مطالعه برگشت ناپذیری های مربوط به افت فشار در مسیر جریان را که باعث تخریب اگزرژی در کل سیکل می شوند مورد محاسبه قرار داده و نشان می دهیم که عملکرد ترمودینامیکی می توان نسبت به نرخ جریان و یا توزیع افت فشارها بهینه شود. به عبارت دیگر منظور تعیین اپتیمم افت فشار منظور ایجاد قدرت ماکزیمم می باشد.