طراحی حرارتی مبدل بهبود دهنده پوسته لوله چرخه دی اکسید کربن فوق بحرانی

امروزه با توجه به محدودیت منابع طبیعی و بالارفتن تقاضای انرژی، استفاده از سیکل های نوین از جمله سیکل دی اکسیدکربن فوق بحراتی با بازده ترمودینامیکی و اقتصادی بالا، جهت تولید انرژی مد نظر قرار گرفته است. در این پژوهش، طراحی حرارتی مبدل بهبود دهنده در دو حالت سیکل ریکوپراتور و سیکل اسپلیت با استفاده از روابط و محاسبات دستی انجام و با نتایج حاصل از طراحی در نرم افزارهای htri و edr مقایسه شده است. در این طراحی ها، هم لوله های سایز بزرگ و هم میکرولوله بکار رفته اند. نتایج نشان می دهد که تعداد لوله های مبدل سیکل ریکوپراتور با سایز بزرگ برابر1840 لوله با قطر 05/19 میلیمتر می باشد، درحالیکه همین طراحی با میکرولوله برابر  لوله با قطر 35/6 میلیمتر خواهد بود. در سیکل اسپلیت که دبی سیال سرد سمت لوله، 35 درصد سیکل ریکوپراتور است، تعداد لوله های سایز بزرگ برابر 3267 لوله و طراحی با میکرولوله برابر 11679 لوله می باشد. بنابراین طراحی مبدل های حرارتی جدیدی با میکرولوله ارائه شده که بطور معمول در صنعت از آن استفاده نمی شود ولی برای سیال دی اکسیدکربن فوق بحرانی تحت مطالعه و بررسی پژوهشگران است.

shell and tube recuperator thermal design ofsupercritical carbon dioxide cycle

nowadays, due to the limitation of natural resources and the increase in energy demand, the use of modern cycles including the supercritical carbon dioxidecycle with high thermodynamic and economic efficiency is considered for energy production. in this research, the thermal design of the recuperator in two modes of recuperator cycle and split cycle has been done using relationships and handcalculations and compared with the results of htri and edr softwares. in thesedesigns, both large size tubes and microtubes are used. the results show that thenumber of the tubes of the heat exchanger in recuperator cycle with large size tubes isequal to 1840 with a diameter of 19.05 mm, while the same design with a microtubewill be equal to 21815 with a diameter of 6.35 mm. in the split cycle, where the flow ofcold fluid in the tube side is 35% of the recuperator cycle, the number of large sizetubes is equal to 3267 and the design with microtubes is equal to 11679. therefore, thedesign of new heat exchangers with microtubes is presented which is not a usual designprocedure in the industry, but for the supercritical carbon dioxide fluid, it is under studyand investigation by researchers.