توسعه استفاده از معادلات حالت بنیادی در شبیهسازی سیستمهای کرایوژنیکی؛ مطالعه موردی: چرخه سرمازای برایتون معکوس مورد استفاده در تاسیسات کابل اچتیاس | ||
| مهندسی مکانیک مدرس | ||
| Article 14, Volume 14, Issue 15, 1393, Pages 103-110 PDF (456.68 K) | ||
| Authors | ||
| محمد معبودی1; مسعود ضیاء بشرحق* 2 | ||
| 1دانشجوی کارشناسی ارشد/دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی | ||
| 2دانشیار دانشگاه صنعتی خواجه نصیر طوسی | ||
| Abstract | ||
| چکیده معادلات حالت بنیادی، معادلاتی هستند که بر حسب انرژی هلمهولتز صریح شدهاند. این معادلات به ویژه در محدوده دمایی کرایوژنیک (دماهای زیر 120 کلوین)، دارای دقت مناسبی در پیش بینی خواص ترموفیزیکی هستند. در این تحقیق، به منظور معرفی قابلیتهای این دسته از معادلات حالت در پیشبینی دقیق خواص ترمودینامیکی و کارایی آنان در شبیهسازی سیستمهای کرایوژنیکی، طراحی و شبیه سازی رایانهای چرخه برایتون معکوس دماپایین به منظور تامین نیتروژن مایع مورد نیاز جهت ایجاد شرایط ابررسانایی در یک کیلومتر کابل انتقال قدرت اچتیاس مدنظر قرار گرفته است. در ابتدا یک کد محاسباتی با استفاده از معادلات حالت بنیادی توسعه داده شده است. مقایسه نتایج با دادههای تجربی معتبر، دقت بالای معادلات حالت بنیادی را مورد تایید قرار میدهد. در ادامه با استفاده از کد محاسباتی یک چرخه برایتون معکوس با ظرفیت سرمایش 10 کیلووات طراحی و شبیه سازی شده و اثر پارامترهای مختلف طراحی بر عملکرد آن ارزیابی شده است. به منظور آنالیز حساسیت عملکرد چرخه نسبت به پارامترهای طراحی، نمودارهای مشخصه عملکرد چرخه تحت شرایط عملیاتی مختلف ارائه شده و تاثیر پارامترهای نسبت تراکم، فشار بیشینه، نوع مبرد، بازده مبدل بازیاب و بازده منبسطکننده بر عملکرد چرخه مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به نتایج حاصل از شبیهسازی چرخه مشخص شد که استفاده از مبرد نئون کارایی بهتری را نسبت به مبرد هلیم به دست میدهد. بازده مبدل بازیاب حرارتی اثر چشمگیری بر عملکرد سیکل دارد به نحوی که با افزایش 3 درصدی آن میتوان عدد شایستگی سیکل را تا 11 درصد افزایش داد | ||
| Keywords | ||
| خواص ترمودینامیکی; کرایوژنیک; معادلات حالت; آنالیز حساسیت; چرخه برایتون معکوس | ||
|
Statistics Article View: 252 PDF Download: 297 |
||
| Number of Journals | 45 |
| Number of Issues | 2,160 |
| Number of Articles | 24,560 |
| Article View | 19,396,769 |
| PDF Download | 15,843,181 |