РОЗШИРЕНИЙ ТЕРМОДИНАМЫЧНИЙ АНАЛІЗ ЕКСЕРГЕТИЧНИХ ПОТОКОВИХ ГРАФІВ
DOI:
https://doi.org/10.20998/%25xКлючові слова:
термодинамічний аналіз, топологічна модель, ексергетичний потоковий граф, довільна структура, оптимізаціяАнотація
У статті запропоновано загальний підхід для термодинамічної аналізу систем довільної структури. Метод заснований на побудові і аналізі нового виду ексергією-топологічної моделі – ексергетичному потоковому графі і дозволив підвищити ефективність енерго-інтенсивних систем. Було показано, що процеси, які відбуваються в складних енерго-інтенсивних системах, характеризувалися взаємним перетворенням якісно різних енергетичних ресурсів. Тому термодинамічний аналіз цих систем вимагав спільного застосування обох законів термодинаміки, і, отже, ексергетичного підходу. Було показано, що одним з найбільш ефективних математичних методів, використовуваних при ексергетичної аналізі та оптимізації був метод теорії графів. Перевага графових моделей може бути також продемонстровано шляхом широкої різноманітності їх можливих додатків. Було продемонстровано застосування запропонованого підходу для термодинамічної аналізу газотурбінної установки. Було показано, що ступеня термодинамічної досконалості турбін і турбокомпресорів досить високі. Зазвичай, чим більшою була різниця між середніми параметрами робочого тіла і навколишнього середовища, тим меншими були втрати ексергії. Та ж ситуація була також вірна і для теплообмінників. Більш високий температурний рівень в регенеративної теплообміннику, в порівнянні з проміжним холодильником, та л вищу ступінь термодинамічної досконалості теплообмінника. Втрати ексергії в інших елементах системи були викликані диссипацией транспорту потоку в трубах, або механічними втратами. Було показано, що для системи в цілому ступінь термодинамічної досконалості була менше, ніж для будь-якого елемента системи через взаємного впливу елементів один на одного в системі.Посилання
Michael J. Moran and Howard N. Shapiro, Fundamentals of Engineering thermodynamics, John Wiley & Sons Inc., New York, 2004, 847 p.
Tutns S., Thermodynamics Concepts and Applications, Cambridge University Press, New York, 2006, 725 p.
E.B.Betouche, A.Fellah, A.B. Brachim, F.Aloui and M. Feidt Thermodynamic analysis of irreversibility in solar absorption refrigerators, Entropy, 2016, No.18(4), 107, pp. 1–9.
Hui Liu, Qing He and Bin Saeed, Thermodynamic analysis of compressed air energy storage system through advanced exergetic analysis, Journal of renewable and sustainable energy, 2016, No. 8, pp. 126–132.
Hanfui Wong, Sustainable engineering in the global energy sector, Journal of energy resources technology, 2015, No. 138(2), pp. 39–46.
F. Marias, P. Neveu, G. Tanguy, and P.Pappillon, Thermodynamic analysis and experimental study of solid/gas reactor operating in open mode, Energy, 2014, No. 162(3), pp. 757–765.
Ertac Hurdogan, Thermodynamic analysis of diesel engine fueled with diesel and peanut biodiesel, Environmental progress and sustainable energy, 2016, vol. 35(3), pp. 891–897.
Abdollah Doost and Reza Majlessi. Heat transfer analysis in cooling systems of hydropower’s generator, Open journal of applied science, 2015, No.5, pp. 98–107.
J.C. Torchia-Nunez, J.C Servantes-de-Gortari and M.A.Porta-Gandara, Thermodynamics of a shallow solar still, Energy and Power Engineering, 2014, No.6, pp.246–265.
S Okanoto, Energy saving and economical evolution of ceramic gas turbine cogeneration, Open Journal of Energy efficiency, 2013, No.2, pp. 89–96.
V. Nukulshin, and V. von Zedtwitz, Optimization of heating systems with renewable energy sources, Proc. of the 18-th International Conference on Efficiency, ECOS-05, Trondheim, Norway, 2005, pp. 439–446.
C. Wu and V. Nikulshin, Method of thermoeconomical optimization of energy intensive systems with linear structure on graphs, International Journal of Energy Research, 2000, vol. 24(7), pp. 615–623.
V.Nikulshin, M.Bailey, and V.Nikulshina, Thermodynamic analysis of air refrigerator on exergy graph, Thermal Science, 2006, vol. 10, No.1, pp. 99–110.
V. Nikulshin and V. von Zedtwitz, The "entropy-cycle" method for thermodynamic analysis of energy intensive system, International Journal of Exergy, 2007, vol. 4, No. 1, pp.74–86.
Vladimir Nikulshin, Optimisation of system for thermal treatment of chlorine water, Desalination and water treatment, 2013, vol. 51 (7–9), pp. 1549–1553
Frank Harary, Graph Theory. Narosa Publishing House Pvt.Ltd., New Delhi, 2001, 298 p.
V.K. Balakrishnan, Graph Theory, Shaumm’s Outline Service, New York, 1997, 312 p.
L.P. Andreev and V.R. Nikulshin, Thermodynamic Analysis of Power-Technological Systems on Computer, Kiev, The Center of Higher Education and Methods of Ukraine, 1992, 64 p. (in Russian).
