مدلسازی ترمودینامیکی سیکل میکرو توربین گازی و تحلیل آن از دیدگاه قانون اول و دوم

در سالهای اخیر توجه زیادی به کاهش هزینه های تولید انرژی شده است. در این میان کاهش هزینه های انتقال ، توزیع و رساندن الکتریسیته به نواحی دور از شبکه توزیع مورد توجه بسیاری از تحقیقات بوده است. یکی از راهکارهای مورد توجه، استفاده از سیکل میکروتوربین های گازی می باشد. میکروتوربین های گازی در واقع توربین های گازی با مقیاس بسیار کوچک و ساده می باشند که علیرغم داشتن حجم و وزن کم توانایی تولید انرژی نسبتاً خوبی را دارند. این نوع از مولدها یکی از جدیدترین تکنولوژی های مورد استفاده در تولید پراکنده در کاربردهای غیر صنعتی می باشند. مقالات فراوانی در زمینه مدلسازی سیکل های توربینهای گازی و بعضاً در مورد مدلسازی سیکل های میکروتوربین های گازی انجام شده است. مقالات محدودی موجود است که به بررسی پارامتری سیکل میکرو توربین های گازی پرداخته است. یکی از کاربردهای گسترده میکرو توربین های گازی در بحث تولید پراکنده توان برای واحد های مسکونی با تقاضای مصرف انرژی محدود می باشد. در این پایان نامه شکل بندی های مختلف در یک میکروتوربین پیشنهاد می شود. در هر کدام از این سیستم ها عملکرد سیستم یعنی قدرت ، راندمان حرارتی و اتلاف اکسرژی در حالت های استفاده از میان خنک کن ، بعد خنک کن و مولد آبگرم تحلیل و مقایسه می شوند. در این راستا اثر پارامترهای ورودی همچون نسبت فشار کمپرسور و نسبت دبی جریان کنارگذر بر روی عملکرد سیکل مطالعه می شود. هر جزء از سیکل بر اساس قانون اول و دوم ترمودینامیک مورد بررسی قرار می گیرد. مهم ترین نتایج بدست آمده از این پژوهش عبارتند از : 1- در همه شکل بندی ها بیشترین تخریب اکسرژی در محفظه احتراق رخ می دهد. 2- با افزایش ضریب کنارگذر نرخ آب گرم تولیدی افزایش می یابد و از طرفی بدلیل کاهش انتقال حرارت در رکوپراتور راندمان کاهش می یابد ولی با توجه به افزایش دمای ورودی به مولد آبگرم بازده کل افزایش می یابد. 3- از میان شکل بندی ها، میکروتوربین با مولد آبگرم و میکروتوربین با مولد آبگرم و میان خنک کن، جهت تولید همزمان مناسب تر می باشند.