تولید همزمان توان و هیدروژن با استفاده از حرارت اتلافی موتور جت فضایی (مقاله علمی وزارت علوم)
درجه علمی: نشریه علمی (وزارت علوم)
آرشیو
چکیده
در این پژوهش، یک سیکل جدید خنک کن بازیابی باز چند مرحله ای اسکرمجت به همراه تولید توان و هیدروژن، که در آن سوخت اسکرمجت همان مبرد سیستم خنک کن می باشد، ارائه شده است. تحلیل جامع ترمودینامیکی و اگزرژی به منظور ارزیابی عملکرد سیستم، محاصبه میزان تولید توان و هیدروژن و همچنین مطالعه اثرات انبساط چند مرحله ای بر روی سیستم پیشنهادی پیاده سازی شد. برای دبی جرمی سوخت 4/0کیلوگرم برثانیه، ظرفیت خنک کاری سیستم جدید ارائه شده 16/9 مگاوات، خالص توان تولیدی 38/3 مگاوات و میزان هیدروژن تولیدی 2/42 کیلوگرم بر ساعت محاسبه شده است. از سوی دیگر، نتایج ارزیابی اگزرژی نشان داد که PEM الکترولایزر با بیش از 44 درصد اتلاف اگزرژی بالاترین میزان اتلاف اگزرژی را در بین تمام اعضای مختلف سیکل پیشنهادی دارد. بعد از آن مسیر خنک کن اول با بیش از 39 درصد اتلاف اگزرژی رتبه دوم را از لحاظ اتلاف اگزرژی داراست. بازده انرژی و اگزرژی سیستم ارائه شده به ترتیب 01/13 درصد و 12/22 درصد به دست آمده است.Cogeneration of power and hydrogen using waste heat of aerospace jet engine
A novel scramjet multi-stage open cooling cycle for electricity and hydrogen co-production is proposed in which the fuel of scramjet is used as coolant of cooling cycle. Thermodynamic and exergetic examination of the advanced system have been conducted to appraise the system’s performance, electricity and hydrogen productions and multi-expansion effects. For the fuel mass flow rate of 0.4 kg/s, the cooling capacity of the new proposed cycle is computed 9.16 MW, the net electricity output is calculated about 3.38 MW and the hydrogen production is attained 42.16 kg/h. On the other hand, the exergetic results have proved the fact that PEM electrolyzer has the highest exergy destruction ratio by 44% among different components of the cycle. Moreover, the results of exergy analysis exhibited that employing the multi-expansion process concept outstandingly decline the overall exergy destruction of the system. In this case, the energy and exergy efficiencies of the overall set-up are acquired by 13.01% and 22.12%, correspondingly.
Thermodynamic analysis , Scramjet , Multi-expansion , PEM electrolyzer ,
تبلیغات
