کسر بار کل یا به عبارت دیگر، آن نسبت از بار حرارتی ژنراتور که توسط کالکتورهای خورشیدی تأمین می شود، به این صورت محاسبه می­ شود:

(۳-۶۲)

که در آن کاملاً مشابه با بار ژنراتور می­باشد.
حال به تشریح کامل­تر منطق کنترلی سیستم می پردازیم. همانطور که به طور خلاصه در فصل ۲ اشاره شد، چنانچه دمای مخزن تانک در بخش خورشیدی سیکل بالاتر از دمای مورد نیاز درژنراتور باشد، پمپ مابین تانک و کالکتور و همچنین هیتر کمکی خاموش شده و تانک مستقیماً آب داغ لازمه در ژنراتور را تأمین خواهد نمود. در صورت افت دمای تانک مجدداً پمپ مابین تانک و کالکتور و همچنین هیتر کمکی وارد مدار خواهند شد. در واقع توصیف مطلب بالا قید کنترلی دما بالای سیستم می باشد. اما چنانچه دمای تانک از دمای صفحات کالکتور بیشتر باشد، در صورت جریان یافتن آب از تانک به کالکتور حرارت به هوا منتقل و کارآیی سیستم به شدت افت خواهد نمود. علامت و نشانه این حالت منفی شدن میزان حرارت مفید دریافتی از کالکتور در معادلات است. لذا شرط دوم کنترلی نیز در اینجا به سیستم اعمال خواهد شد. این امر توسط سنسورها و کنترلرهای دمایی در حالت تجاری تأمین می­ شود. در نهایت چنانچه دمای مخزن از دمای خروجی از ژنراتور پایین­تر باشد(در ساعات شب)، به دلیل اجتناب از کاهش کارآیی سیستم، شیر سه راهه نشان داده شده در شکل ۳-۶ وارد عمل شده و با دریافت پیغام از سنسورها و کنترلرهای دمایی، مسیر حرکت جریان به تانک مسدود خواهدشد.

فصل چهارم-تحلیل اگزرژی و ترمواکونومیک سیکل های جذبی خورشیدی

مقدمه

ترمودینامیک و اگزرژی ابزاری قدرتمند برای مدل سازی و تحلیل سیستم­های حرارتی و انرژی می­باشند. این ابزار با بدست دادن پارامترهای مهم حرارتی و ترمودینامیکی سیستم به تحلیل کارایی سیستم می پردازند. همچنین می­توانند پیش بینی کنند سیستم مورد نظر در چه سطحی از بیشینه بازدهی خود قرار دارد. به عنوان مثال تحلیل اگزرژی می تواند معلوم کند که یک جزء از کل سیستم، چه مقدار از بیشینه انرژی که می تواند در اختیار سیستم قرار دهد، قرار می دهد.
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت nefo.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

در تحلیل ترمودینامیک مشخصات جریان از قبیل دما، فشار، حجم، آنتروپی، آنتالپی و… بدست آورده می شود. این مرحله پایه ای برای مرحله بعد (تحلیل اگزرژی) می باشد.
مفهوم اگزرژی، پایه مباحث ترمواکونومیکی نیز می­باشد. یکی از مفهوم­های اگزرژی این است: بیشترین کاری (کار محور، برق تولیدی و …) که سیستم در رسیدن به تعادل کامل با محیط مرجع به دست می دهد. واژه تعادل به این علت استفاده شده است که وقتی سیستمی به حالت تعادل با محیط می رسد ( وترکیب شیمیایی) دیگر قابلیت کاردهی را نخواهد داشت.
تعریف دیگری که برای اگزرژی آمده به این صورت است که: کمینه کاری که برای بردن یک ماده در محیط، از حالتی به حالت دیگر، لازم است. اگزرژی از انحراف با حالت محیط مرجع اندازه گیری می شود. پس اگزرژی یک خاصیت مشترک بین محیط و سیستم است. تفاوت اصلی بین اگزرژی و انرژی این است که اگزرژی پایداری و بقاء ندارد. اما هر دو این خصوصیت مشترک را دارند که می خواهند تخریب شوند.

۴-۱ تحلیل اگزرژی[۶۱]

آنالیز اگزرژی به یافتن علت و مقدار دقیق اتلاف منابع انرژی کمک می کند.
اگزرژی: مقدار حداکثر کار مفیدی که از انرژی ورودی قابل استحصال است و یا می توان گفت که اگزرژی نمایانگر کیفیت انرژی است.
اگزرژی کمیتی است که در ارتباط سیستم با محیط تعریف می شود، یعنی زمانی یک سیستم حداکثر کار را تولید می­ کند که از وضعیت اولیه به وضعیت تعادل کامل با محیط (در یک فرایند برگشت پذیر) برسد. در این صورت سیستم حداکثر کار تئوری قابل حصول را تولید نموده است. لازم است در این ارتباط سیستم با محیط، تنها اثر بر محیط، انتقال حرارت باشد.
اگزرژی درجه انحراف سیستم از محیط می باشد و بنابراین بر خلاف سایر خواص ترمودینامیکی، اگزرژی خاصیت مشترک سیستم و محیط است، لذا اگزرژی خاصیتی مقداری[۶۲] می باشد.

۴-۱-۱ تفاوت انرژی و اگزرژی

اگزرژی هرچند که از جنس انرژی است، قانون بقاء در مورد آن صادق نیست ولی می ­تواند در طی یک فرایند از بین برود. در یک فرایند حدی می­توان سیستم را با تعادل به محیط رساند (اگزرژی = صفر) ولی در عین حال هیچ کاری صورت نداد، در این صورت میزان اگزرژی سیستم مضمحل (تخریب) شده است.
اضمحلال اگزرژی[۶۳] با تولید آنتروپی در سیستم مناسب در نظر گرفته می­ شود. لازم به ذکر است که اضمحلال اگزرژی در اثر عوامل بازگشت ناپذیری صورت می گیرد.

۴-۱-۲ تعریف محیط[۶۴]

در ترمودینامیک هرچیز خارج سیستم و خارج از مرزهای سیستم محیط گفته می شود، در حالت ایده آل بین اجزاء یک محیط که اطراف یک سیستم را احاطه کرده هیچ گونه قابلیت انجام کار به صورت فیزیکی یا شیمیایی وجود ندارد و خصوصیت شدتی آن ثابت باشد. انرژی پتانسیل و جنبشی در ارتباط با دستگاه مختصات متصل به محلی سنجیده می شود و همه اجزاء محیط در حالت سکون و بی تغییر[۶۵] قرار دارد (Po=1 atm ، To=25oC).

۴-۱-۳ حالت مرده یا سکون[۶۶]

هنگامی که سیستم در حالت تعادل با محیط باشد، آن را حالت سکون یا مرگ می نامند. در این حالت سیستم در حالت تعادل فیزیکی، مکانیکی، حرارتی و شیمیایی با محیط قرار دارد. علاوه بر این سیستم دارای حرکت نسبی یا ارتفاع نیست و انرژی جنبشی و پتانسیل نسبت به محیط صفر است. در این حالت امکان هیچ گونه تغییر خودکاری وجود ندارد و میزان اگزرژی صفر است.

۴-۱-۴ حالت مرده محدود[۶۷]

تعادل سیستم با محیط فقط از نوع مکانیکی می باشد (و نه شیمیایی) که به آن حالت مرده محدود گویند.

۴-۱-۵ موازنه اگزرژی[۶۸]

طبق شکل۴-۱، تقسیم بندی های تعادل اگزرژی توضیح داده شده است.

شکل۴- ۱ دسته بندی تعادل اگزرژی
روش های انتقال اگزرژی:

  • انتقال حرارت
  • تبادل در اثر ورود وخروج جرم

۴-۱-۶ اجزاء اگزرژی[۶۹]

در غیاب اثرات کشش سطحی، الکتریسیته، مغناطیس و هسته­ای، اگزرژی کلی برابر مجموع چهار نوع اگزرژی می باشد. بیان ریاضی این مطلب در رابطه۴-۱ آمده است.

(۴-۱)

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...