بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله تحلیل ترمودینامیکی و بهینه سازی چرخه تبرید هوای واقعی به وسیله الگوریتم ژنتیک صورت گرفته است.نتایج نشان میدهد که، عوامل موثر روی عملکرد سیکل واقعی شامل نسبت فشار، بازده های ایزنتروپیک رتورها، کار گرمایی و غیره.;یک نسبت فشار بهینه برای چرخه های بهینه وجود دارد؛ یخچال میتواند برای شرایط هوایی نزدیک به نسبت فشار بهینه استفاده شود. این فاکتور ها برای طراحی مهندسی مهم است. با بهینه سازی پارامترهای بازده ایزنتروپیک منبسط کننده و کمپرسور - ، - و دماهای خروجی از مبدل های حرارتی - ، - با الگوریتم ژنتیک به حداکثر ضریب عملکرد سیکل که ۱.۸ است، رسیدیم.
مقدمه
هوا یکی از جالب توجه ترین سیالات کاری برای پمپ های حرارتی و ماشین های تبرید است. هوا در همه جا در دسترس و کاملآ رایگان است. استفاده از هوا به عنوان مبرد مزایای بزرگی نسبت به مبردهای متعارف دیگر دارد، بسیاری از آنها اثرات محیطی مضری دارند، سمی یا اشتعال پذیر هستند.
سیستم های چرخه هوا مزایای مختلفی دارند که شامل، قابلیت اعتماد بالا و حفظ و نگهداری راحت ، CFCها که باعث تخریب لایه اوزن میشوند طبق اساس نامه مونترال و اصلاحیه کپنهاک در ژانویه 1996 دستور به توقف تولید CFCها داده شد و همچنین HCFCها مانند R-22 که پس از مدتی مشخص شد این ماده نیز با محیط زیست سازگار نیست، هوا این مشکلات را ندارد و بهترین مبرد سازگار با محیط زیست است.
مشکل سیکل هوا این بوده است که بازده پایینی داشته و به همین دلیل در یخچال معمولی استفاده نمی شده است. امروزه توربوماشین های با بازده بالا، که در سیستم های سیکل هوای اولیه وجود نداشتند بازده سیکل هوا را بالا برده اند.
تحلیل ترمودینامیکی سیکل تبرید هوا
در این مطالعه تحلیل ترمودینامیکی سیکل بر اساس تاثیر شرایط حاکم بر عملکرد در حالت های متفاوت بررسی می گردد. همچنین تحت شرایط فرض شده با کمک الگوریتم ژنتیک مناسب ترین شرایط جهت افزایش ضریب عملکرد مورد هدف خواهد بود.
سیکل عامل از هوا به عنوان سیال کاری استفاده میکند که عکس سیکل ژول یا برایتون است، که در زیر نشان داه شده است. سیکل شامل چهار فرایند است:
- هوا در کمپرسور متراکم میشود و فشار و دمای آن افزایش می یابد
- هوا به وسیله انتقال حرارت به محیط سرد در فشار بالا چگالنده، سرد می شود
- هوا در منبسط کننده - - expander منبسط می شود، روی محیط کار انجام میدهد و به همین دلیل دما کاهش می یابد ، در نتیجه هوای سرد برای تولید سرما استفاده می شود
شکل - ۱ - شماتیکی از سیکل هوا
شکل - ۲ - نمودار T-s سیکل
