مجله مهندسی مکانیک

مجله مهندسی مکانیک

بازیابی انرژی اتلافی بخار برگشتی مخزن کندانس یک کارخانه روغن نباتی با استفاده از اجکتور در سیکل بخار

نوع مقاله : علمی پژوهشی

نویسندگان
1 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، واحد کاشان، دانشگاه آزاد اسلامی، کاشان
2 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد کاشان، دانشگاه آزاد اسلامی، کاشان
چکیده
هدف از مطالعه پیش رو توسعه و تحلیل عملکرد یک سیستم بازیابی انرژی اتلافی ناشی از تخلیه بخار از مخزن کندانس در سیستم توزیع بخار یک کارخانه روغنکشی از طریق استفاده از اجکتور در سیکل بخار می باشد. بدین منظور ابتدا نرخ بخار اتلافی از مخزن کندانس برگشتی، دما، فشار و میزان انرژی قابل بازیافت آن همچنین دبی و خواص ترمودینامیکی بخار در خط بخار فشار بالای کارخانه اندازه گیری و محاسبه شده است. علاوه بر این، میزان نیاز انرژی در سیستم حرارت مرکزی ساختمان اداری از لحاظ قابلیت تامین آن از طریق انرژی بازیافتی بخار محاسبه شده است. سپس با استفاده از مدلسازی دینامیک سیالات محاسباتی و همچنین مدلسازی ریاضی، استفاده از اجکتور در سیستم برای بازیابی انرژی اتلافی در شرایط مختلف عملکرد آن، ارزیابی و بررسی شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که فشار خروجی اجکتور (پس فشار) در محدوده 170 تا 190 کیلوپاسکال منجر به نسبت مکش مناسب (در محدوده 5/3 تا 4) و همچنین عملکرد مطلوبی به لحاظ جلوگیری از شکل گیری امواج شوک شده و می تواند فشار بخار مورد نیاز را برای هیترهای کارخانه تأمین نماید. همچنین فشار مکش در محدوده 100 تا 200 کیلو پاسکال در شرایط کاری مختلف اختلالی در عملکرد سیستم بازیابی حرارت به وجود نمی آورد هر چند نسبت مکش اجکتور تحت تاثیر فشار مکش قرار خواهد گرفت.  
کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] A. Sarvarodin, S. M. Seydmahmoodi, and S. F. Ranjbar, "Experimental analysis of Rankin and steam compression compact using ejector," (in persian), Energy Engineering and Management, vol. 1, no. 2, pp. 23-30, 2010 , https://energy.kashanu.ac.ir/article_113278.
 
[2] F. Yousefi, S. Tabatabayi, and E. Afshari, "Effect of working fluid on performance of an ejector refrigeration system ", (in persian), Energy Engineering and Management, vol. 3, no. 3, pp. 52-63, 2014,  https://energy.kashanu.ac.ir/article_113325_9bf0408d058f5e1a0a72d998b100cb4e.pdf.
 
[3] E. Ghahramani, B. Haghighi, and A. Saleh, "Assessment of effective parameters on ejector performance in refrigeration system," Applied Energy Conversion, vol. 1, no. 1, pp. 28-37, 2022, doi: 10.22077/aec.2022.5334.1011.
 
[4] S. Khalili Sarbangoli and L. Garousi Farshi, "Thermodynamic analysis of a new hybrid-ejector heat pump and comparison with the hybrid heat pump," (in persian), Modares Mechanical Engineering, vol. 17, no. 8, pp. 423-432, 2017, http://mme.modares.ac.ir/article-15-4509-fa.html.
 
[5] S. B. Riffat and S. A. Omer, "CFD modelling and experimental investigation of an ejector refrigeration system using methanol as the working fluid," International Journal of Energy Research, vol. 25, no. 2, pp. 115-128, 2001, doi: https://doi.org/10.1002/er.666.
 
[6] P. Desevaux, A. Mellal, and Y. Alves de Sousa, "Visualization of secondary flow choking phenomena in a supersonic air ejector," Journal of Visualization, vol. 7, no. 3, pp. 249-256, 2004, doi: 10.1007/BF03181640.
 
[7] E. Rusly, L. Aye, W. W. S. Charters, and A. Ooi, "CFD analysis of ejector in a combined ejector cooling system," International Journal of Refrigeration, vol. 28, no. 7, pp. 1092-1101, 2005, doi: https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2005.02.005.
 
[8] J. Han et al., "Experimental and numerical study on the ejector containing condensable species in the secondary flow for PEM fuel cell applications," Applied Thermal Engineering, vol. 232, p. 121091, 2023, doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2023.121091.
 
[9] J. Gao, Z. Yuan, Y. Hou, and W. Chen, "Numerical study on the influence of plugging rate on the performance of adjustable steam ejector," International Journal of Fluid Engineering, vol. 1, no. 2, p. 023903, 2024, doi: https://doi.org/10.1063/5.0204421.
 
[10] H. El-Dessouky, H. Ettouney, I. Alatiqi, and G. Al-Nuwaibit, "Evaluation of steam jet ejectors," Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, vol. 41, no. 6, pp. 551-561, 2002, doi: https://doi.org/10.1016/S0255-2701(01)00176-3.
 
[11] W. Sun, C. Liu, H. Zhang, W. Sun, H. Xue, and L. Jia, "Numerical analysis of two-stage vacuum ejector performance considering the influence of phase transition and non-condensable gases," Applied Thermal Engineering, vol. 213, p. 118730, 2022, doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2022.118730.
 
[12] D. Guo, J. Wang, and Z. Zhu, "Numerical investigation on performance optimization of steam ejector considering full geometric parameters and working conditions," Case Studies in Thermal Engineering, vol. 59, p. 104552, 2024, doi: https://doi.org/10.1016/j.csite.2024.104552.
 
[13] B. Kitrattana, S. Aphornratana, and T. Thongtip, "Investigation on improvement potential of steam ejector performance in refrigeration cycle via constant rate of momentum change design method," Applied Thermal Engineering, vol. 231, p. 120953, 2023, doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2023.120953.
 
[14] R. Rastafi and A. Dehghan, "Study of the solver type and turbulence model in numerical simulation of a supersonic steam ejector ", (in persian), 32nd annual international conference of the Iranian Society of Mechanical Engineers, Arak, Iran, 2024. https://civilica.com/doc/2019920.
دوره 34، شماره 4 - شماره پیاپی 163
مهر و آبان 1404
صفحه 53-65

  • تاریخ دریافت 18 اسفند 1403
  • تاریخ بازنگری 27 اردیبهشت 1404
  • تاریخ پذیرش 21 مرداد 1404