Performance analysis of an Organic Rankine Cycle depending on heat exchanger components optimization
Isı değiştirici bileşenlerine bağlı olarak bir Organik Rankine Çevriminin performans analizi ve optimizasyonu
- Tez No: 833491
- Danışmanlar: PROF. DR. RECEP YUMRUTAŞ, DR. HÜSEYİN YAĞLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gaziantep Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 200
Özet
Bu çalışma, dört ısı eşanjörü içeren bir Organik Rankine Çevrimi'nin (ORC) performansını optimize etmeye ve analiz etmeye odaklamaktadır: ön ısıtıcı, buharlaştırıcı, kızdırıcı ve kondansatör. Bu çalışma, her bir ısı eşanjörü için mükemmel tasarımı elde etmek için en düşük yüzey alanı ile düşük basınç düşüşü arasında denge sağlamak amacıyla kapsamlı bir tasarım ve optimizasyon metodolojisi geliştirmeyi hedeflemektedir. Öncelikle, altı farklı akışkan için ideal durumlara (ısı eşanjörlerindeki basınç düşüşünü ihmal ederek) dayalı termodinamik hesaplamalar yapıldı: R245fa, R123, R600, R236fa, R142b ve R600a'dır. Seçilen akışkanlar, tercih edilen özelliklerine göre belirlendi ve tüm hesaplamalar tüm soğutucu akışkanlar için aynı çalışma koşullarında yapıldı. Bu hesaplamalar sonucunda, tüm ısı eşanjörleri için 1244 farklı tasarım elde edildi. Adım adım tasarım ve optimizasyon yöntemleri uygulanarak, her ısı eşanjörü bileşeni için en uygun bir tasarım seçildi. Son olarak, bu tasarımlara dayalı ORC'nin genel performansını değerlendirmek için ORC'nin performans analizi yapıldı. Çalışma, ideal duruma kıyasla düşük ekipman maliyeti ve yüksek ORC performansı beklenen sonuçlara uymayı amaçlamaktadır. Sonuç olarak, Seçilen tüm akışkanlar için ORC'nin genel performansı %98'den fazla olduğu bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
This study focuses on optimizing and analyzing the performance of an Organic Rankine Cycle (ORC) which includes four heat exchanger units: a preheater, evaporator, superheater, and condenser. The preheater, evaporator, and superheater are finned tube heat exchanger types, selected for their superior performance in light of the low heat transfer coefficient of air. On the other hand, the condenser is a horizontal shell and tube type, chosen for its simple structure and high efficiency. The study aims to develop a comprehensive design and optimization methodology for each heat transfer component to achieve the perfect design with the minimum surface area while keeping the pressure drop below 0.2 bar, as there is a trade-off between these parameters. Firstly, thermodynamic calculations based on ideal cases (neglecting pressure drop across the heat exchangers) were carried out for six different fluids: R245fa, R123, R600, R236fa, R142b, and R600a. These fluids were selected for their preferable properties and all calculations were performed under the same working conditions for all selected refrigerants. Based on the information collected from these calculations, 1244 distinct designs for all heating units were reached. An optimum design was selected for each heat exchanger component by applying step-by-step design and optimization methods, balancing between minimal surface area and low pressure drop. Finally, performance analysis of the ORC based on these designs was performed to test how these designs affect the overall performance of the ORC. The study aimed to conform with the expected results of low equipment cost and high ORC performance compared to the ideal case, which was found to be more than 98% for all selected fluids.
Benzer Tezler
- Güneş enerjisi destekli bir organik rankine çevriminin simülasyonu ve analizi
Simulation and analysis of a solar organic rankine cycle
MUSTAFA BURAK BAHADIR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiAkdeniz ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET ÇAĞLAR
- Gemilerde organik rankine çevrimine dayalı atık ısı geri kazanım sistemlerinin ileri termal analizleri ve termo-ekonomik optimizasyonu
Advanced thermal analyses and thermo-economic optimization of waste heat recovery systems based on organic rankine cycle onboard ships
MEHMET AKMAN
Doktora
Türkçe
2021
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELMA ERGİN
- Demir çelik sektöründe tav fırını atık enerjisinden güç üreten sistemlerle enerji geri kazanım potansiyelinin araştırılması
Investigation of energy recovery potential with power generating systems from waste energy of reheat furnace in iron and steel industry
SEVGİ ASLAN
Doktora
Türkçe
2022
Makine Mühendisliğiİskenderun Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CUMA KARAKUŞ
- Development and thermodynamic analyses of integrated renewable energy based fresh water production systems via reverse osmosis desalination
Ters osmoz su arıtma sistemleri ile bütünleşik yenilenebilir kaynaklı tatlı su üretim sistemlerinin geliştirilmesi ve termodinamik analizi
HAMODA A.H. GNAIFAID
Doktora
İngilizce
2020
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HASAN ÖZCAN
- Jeotermal elektrik santrallerinde optimum performans ve verim için sistem tasarımı ve işletme şartlarının incelenmesi
Investigation system design and operational conditions for optimum performance and efficiency of geothermal power plants
ÖZGÜR ÖZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
EnerjiPamukkale ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NAZIM USTA