Investigation of a deterministic model of a scroll expander for wet expansion

Investigation of a deterministic model of a scroll expander for wet expansion (EN)

Σταϊνχάουερ, Αμαλία (EL)

Stainchaouer, Amalia (EN)

ntua (EL)

Κακαράς, Εμμανουήλ (EL)

Καρέλλας, Σωτήριος (EL)

Χουντάλας, Δημήτριος (EL)

bachelorThesis

2021-11-19T07:58:33Z

2021-07-04

Τα τελευταία χρόνια έχει γίνει μία στροφή προς εναλλακτικούς κύκλους παραγωγής ηλεκτρισμού, θέρμανσης και ψύξης. Προς αυτή την κατεύθυνση, η συγκεκριμένη διπλωματική εργασία εστιάζει στην προσομοίωση ενός κύκλου Ericsson. Συγκεκριμένα, η λειτουργία ενός ελικοειδούς εκτονωτή ερευνάται εκτενώς μέσω της ανάπτυξης ενός ντετερμινιστικού μοντέλου. Η δημιουργία αυτού του μοντέλου βασίζεται -στο υπάρχον PDSim- μοντέλο ανοικτού κώδικα και περιλαμβάνει την προσθήκη μοντέλων μεταφοράς θερμότητας και μοντέλων ροής εντός του PDSim. Αρχικά, μελετάται ένας ελικοειδής συμπιεστής ο οποίος λειτουργεί αντίστροφα, δηλαδή ως εκτονωτής. Η απόδοση του εκτονωτή που προκύπτει εξετάζεται με την αλλαγή διάφορων παραμέτρων, συμπεριλαμβανομένου του λόγου πίεσης, της ξηρότητας εισαγωγής και την περιστροφική ταχύτητα του εκτονωτή. Επιπρόσθετα, διερευνώνται οι επιδράσεις των εσωτερικών απωλειών στην απόδοση του εκτονωτή. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, όταν η ξηρότητα στην είσοδο του εκτονωτή είναι 0.8, ο μέγιστος ισεντροπικός βαθμός απόδοσης που αποδίδει ο εκτονωτής είναι σχεδόν 65%, ενώ μεγιστοποιείται στα 66% όταν ο λόγος πίεσης είναι ελαφρώς μεγαλύτερος από 3.3, ο οποίος αποτελεί και τον λόγο πίεσης του σημείου σχεδιασμού. Η πρόβλεψη ότι η επιρροή των διαρροών στην απόδοση του εκτονωτή είναι μεγαλύτερη από αυτή που ασκούν τα φαινόμενα μεταφοράς θερμότητας επιβεβαιώνεται και από τα αποτελέσματα. Η μεγαλύτερη πτώση στον βαθμό απόδοσης λόγω των διαρροών βρέθηκε ίση με 3%. Επίσης, η αύξηση της περιστροφικής ταχύτητας του εκτονωτή επηρεάζει αρνητικά την ισεντροπική του απόδοση, μειώνοντάς την από 81% για 3000 rpm σε 57% για 6000 rpm. Ακόμη, πιστοποιείται πως η λειτουργία του ρευστού R1233zd(E) στη μονοφασική ροή οδηγεί σε μεγαλύτερη απόδοση συγκριτικά με τη λειτουργία του στη διφασική περιοχή. Στη συνέχεια, εισάγεται το γεωμετρικό μοντέλο ενός πρωτότυπου ελικοειδή εκτονωτή έτσι ώστε να εξεταστεί η επίδραση των γωνιών έναρξης της εσωτερικής και της εξωτερικής καμπύλης της σταθερής σπείρας και της επιφανείας εισόδου του εκτονωτή στον αδιαβατικό και στον ογκομετρικό βαθμό απόδοσης του εκτονωτή. Τέλος, μεταβάλλοντας των εσωτερικό λόγο όγκων και την επιφάνεια εισόδου στον εκτονωτή ταυτόχρονα για την περίπτωση κατά την οποία ο αδιαβατικός βαθμός απόδοσης βελτιστοποιείται, εκτιμώνται οι αλλαγές οι οποίες συντελούνται στην απόδοση του πρωτότυπου εκτονωτή. (EL)

Μεταφορά θερμότητας (EL)

Ελικοειδής (EL)

Τριπαραγωγή (EL)

Απώλειες διαρροής (EL)

Εκτονωτής (EL)

Expander (EN)

Scroll (EN)

Trigeneration (EN)

Leakage losses (EN)

Heat transfer (EN)

English

Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θερμότητας. Εργαστήριο Ατμοκινητήρων και Λεβήτων (EL)

Default License

National Technical University of Athens

Digital Library of National Technical University of Athens | Dspace@NTUA

Κεντρική Βιβλιοθήκη Ε.Μ.Π.

Ιδρυματικό Αποθετήριο

Διπλωματικές Εργασίες