سال انتشار: 2017

تعداد صفحات: 45 صفحه

فرمت فایل: PDF و ورد

11صفحه پی دی اف انگلیسی

ترجمه: دانشکده موتورهای استرلینگ

کد محصول:0255

چکیده:

همگام سازی سیستم بر پایه ی سلول سوخت اکسید جامد متان (SOFC)، که با یک موتور استرلینگ یکپارچه شده است، از زاویه دید اگزرژی و انرژی مورد آنالیز قرار گرفته است. تاثیر روی عملکرد سیستم با استفاده از چهار کلید از پارامترهای سیستم مورد تحقیق قرار گرفت: چگالی جریان، دمای ورودی SOFC ، نسبت فشرده سازی و راندمان ریجنراتور. راندمان انرژی از سیستم ترکیبی 32/76 درصد بدست آمد که حدود 61/24 درصد بیشتر از یک صفحه ی SOFC تنها (مستقل) در شرایط مشابه است. با توجه با راندمان اگزرژی به عنوان تنها تابع هدف، معلوم شد، همانطور که دمای ورودی SOFC افزایش می یابد، راندمان اگزرژیِ سیستم همگام سازی به یک حجم بهینه از 44/56 درصد بالا می رود و سپس کاهش می یابد. همچنین تجزیه و تحلیل قانون دوم نشان می دهد که مبدل حرارتیِ هوا بزرگترین سطح تخریب اگزرژی را در بین تمام اجزای سیستم دارد. همچنین آب خنکِ موتور می تواند نیازهای گرمایشی را برای یک خانه ی کوچک تامین کند.

واژگان کلیدی:

اگزرژی – بهینه سازی، همگام سازی، سلول سوخت اکسید جامد، موتور استرلینگ

a b s t r a c t
A cogeneration system based on a methane-fed solid oxide fuel cell (SOFC) integrated with a Stirling engine is analyzed from the viewpoints of energy and exergy. The effects on the system performance are investigated of varying four key system parameters: current density, SOFC inlet temperature, compression ratio and regenerator effectiveness. The energy efficiency of the combined system is found to be 76.32% which is about 24.61% more than that of a stand-alone SOFC plant under the same conditions. Considering exergy efficiency as the only objective function, it is found that, as the SOFC inlet temperature increases, the exergy efficiency of the cogeneration system rises to an optimal value of 56.44% and then decreases. The second law analysis also shows that the air heat exchanger has the greatest exergy destruction rate of all system components. The cooling water of the engine also can supply the heating needs for a small home.

 Keywords:
Exergy
Optimization
Cogeneration
Solid oxide fuel cell
Stirling engine