Performance analysis of air-cooled condenser in organic rankine cycle
Organik rankine çevriminde hava soğutmalı kondenserin performans analizi
- Tez No: 894574
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHARREM EYİDOĞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Organik Rankine Çevrimi (ORC), kapalı çevrim bir termodinamik çevrimdir. Normal Rankine çevrimine benzemektedir, ancak ORC, genellikle atmosferik basınç altında suyun kaynama noktasından daha düşük olan bir organik akışkan kullanmaktadır (<100 °C). Hava Soğutmalı Kondenser (ACC), ısı atımı yoluyla yoğuşma amaçları için kullanılan ORC'nin bir parçasıdır. Ancak, ACC, hava sıcaklıklardaki değişikliklere oldukça duyarlıdır. Türkiye gibi ülkelerde, ACC performansı ve verimliliği, ACC'nin performansındaki değişikliklerden dolayı mevsimden mevsime değişmektedir. Yaz mevsiminde ortam sıcaklığının bazı bölgelerde 40 °C ve biraz üzerine çıkmasıyla kondenser performansı düşmektedir. Bu nedenle ORC'nin genel çevrim verimliliği de düşmektedir. Bu çalışmada, ACC'nin ısı atımı kapasitesini analiz etmek için Hesaplamalı Akışkan Dinamiği (CFD) yöntemi kullanılmış ve farklı hava hızlarında farklı ortam sıcaklıklarında organik akışkanın sıcaklık düşüşü elde edilmiştir. Sıcaklık düşüşü, çevrim verimliliğini belirlemede önemli olan ACC'nin ısı atımı kapasitesini elde etmek için kullanılmıştır. Sonuçlar, ortam sıcaklıkları 40, 35 ve 30 °C ve organik akışkan hızı 0,3 m/s olacak şekilde hava hızının 1 m/s'den 8 m/s'e artması durumunda, ısı atımı kapasitesindeki ortalama yüzde artışın sırasıyla %2,67, %2,39 ve %3,11 olduğunu göstermiştir. Organik akışkan hızı 0,5 m/s olduğunda, ısı atımı kapasitesindeki ortalama yüzde artışın sırasıyla %4,73, %5,02 ve %5,65 olduğu bulunmuştur. Bu, hava hızındaki bir artışın ACC'nin ısı atımı kapasitesini arttırdığı anlamına gelmektedir. Isı atımı kapasitesindeki bir artış, organik akışkanın etkili yoğunlaşmasının artmasına yol açmakta ve bu da sonuçta ORC çevrimi verimliliğinin artmasına yol açmaktadır. Ancak, bu artış belirli bir hava hızı limitinde gerçekleşmekte, bu limitin ötesinde ısı atımı kapasitesi sabit kalmaktadır. Ayrıca, ACC performansını artırmak için alternatif bir yöntemin organik akışkanın hızını düşürmek olduğu bulunmuştur. Ancak, bu daha düşük bir çıkış gücüne yol açacak ve sonunda ORC'nin genel verimliliğinin düşmesine neden olacaktır.
Özet (Çeviri)
An Organic Rankine Cycle (ORC) is a closed-loop thermodynamic cycle. It is similar to the traditional Rankine cycle, except that ORC tends to use organic fluid with a boiling temperature typically lower than that of water at atmospheric pressure (<100 °C). An Air-Cooled Condenser (ACC) is a part of an ORC used for condensation through heat rejection. However, an ACC is highly prone to changes in ambient temperatures. In countries like Türkiye, the ORC performance and efficiency vary from season to season due to changes in the performance of the ACC. In the summer, the condenser's performance degrades when the ambient temperature reaches 40 °C or slightly more in some regions. Therefore, the overall cycle efficiency of the ORC also degrades. The study used the Computational Fluid Dynamics (CFD) method to analyse the ACC rejection capacity by acquiring the temperature drop of organic fluid at different air velocities at different ambient temperatures. The temperature drop was utilised to obtain the ACC's heat rejection capacity, which is crucial for figuring out the ORC's cycle efficiency. The findings demonstrated that when air velocity is increased from 1 m/s to 8 m/s at ambient temperatures of 40, 35, and 30 °C and an organic fluid flow velocity of 0.3 m/s, the average percentage increase in heat rejection capacities was 2.67%, 2.39%, and 3.11%, respectively. For an organic fluid velocity of 0.5 m/s, the average percentage increase in heat rejection capacities was 4.73%, 5.02%, and 5.65%, respectively. This suggests that the ACC's ability to reject heat is enhanced by an increase in air velocity. An increase in heat rejection capacity leads to the enhancement of effective condensation of the organic fluid, eventually leading to an enhanced ORC cycle efficiency. However, the increment happens at a certain limit of air velocities; the heat rejection capacity will remain constant beyond that limit. It was also found that the alternative method of enhancing the ACC's performance is to lower the flow rate of the organic fluid. However, this will result in lower output power, eventually leading to lower overall efficiency of the ORC.
Benzer Tezler
- Jeotermal kaynaklı güç üretim sisteminin termodinamik analizi ve optimizasyonu
Thermodynamic analysis and optimization of geothermal sourced power generation system
PINAR KEÇEBAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
EnerjiMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiEnerji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. OSMAN ÖZKARACA
- Thermal modeling of a geothermal powered organic rankine cycle integrated with parabolic trough solar collectors
Parabolik oluklu güneş kolektörleri ile bütünleştirilmiş jeotermal kaynaklı organik rankin çevriminin ısıl modellenmesi
DUYGU MELEK ÇAKICI
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
EnerjiDokuz Eylül ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CAN ÖZGÜR ÇOLPAN
- Isı borusu tabanlı bir atık ısı geri kazanım uygulaması
A heat pipe based waste heat recovery application
OYA YAŞAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEVAN KARABETOĞLU
- Havalı kollektörle ısıtma ve ekserji analizi
Heating with the solar air collector and its exergy analysis
MUSTAFA ALTUNBAŞ
- Eksternal etmoidektomiler
Başlık çevirisi yok
ERCÜMENT AKMAN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1987
Kulak Burun ve BoğazGazi ÜniversitesiKulak Burun Boğaz Ana Bilim Dalı
PROF.DR. NECMETTİN AKYILDIZ