آنالیز اگزرژی مبدل حرارتی فشرده گاز به مایع با کاربری خنک‌کن میانی در شرایط کاری مختلف

تحلیل اگزرژی ابزاری برای شناخت مقدار و نوع قابلیت کاردهی سامانه نسبت به محیط اطراف و چگونگی تغییر خواص ماکروسکوپیک آن در طول یک فرآیند می‌باشد. توسط آنالیز اگزرژی سهم فرآیندهای دخیل در انتقال قابلیت کاردهی ورودی به سامانه و مکانی که در آن افت انرژی مفید در یک سامانه یا فرآیند رخ می‌دهد، تعیین می‌شودند. در تحقیق حاضر آنالیز انرژی و اگزرژی و مطالعه پارامتری مبدل حرارتی فشرده گاز به مایع از نوع  – 737-11/32 sr، بر اساس نتایج تجربی، در شرایط کاری مختلف مورد توجه قرار گرفته است. برای این منظور مدل مناسب مبدل بر اساس مشخصه های هندسی و روابط تئوری و تجربی ترمودینامیکی توسعه یافته است. در این تحقیق ضرایب انتقال حرارت و افت فشار سیال در مبدل از طریق برازش منحنی مناسب بر نتایج تجربی بدست آمده است و محاسبه دمای خروجی هر سیال طبق روش εntu صورت پذیرفته است. متغیرهای شرایط کاری مورد بررسی در این تحقیق شامل دما، فشار و دبی حجمی هوا به عنوان سیال گرم و دبی جرمی آب خنک کن می باشد. در مورد جریان گرم این متغیرها عواملی هستند که برای موتور مجهز به پرخوران در شرایط کاری مختلف تحت تاثیر قرار می گیرند. همچنین محدوده تغییرات دبی آب خنک کن بر اساس عدم تبخیر آب در مبدل تعیین شده است. تحلیل انرژی صورت گرفته بر مبنای تاثیر متغیرهای فوق الذکر بر مشخصه های کارایی مبدل، کارایی سمت هوا، کارایی سمت آب، پارامتر افت فشار سمت هوا و پارامتر افت فشار سمت آب ارائه شده است. همچنین تحلیل اگزرژی بر مبنای دو تعریف از بازده اگزرژی و پارامتر بازگشت ناپذیری حرارتی و بررسی تاثیر متغیرهای شرایط کاری بر آنها بیان گردیده است. نتایج این تحقیق بیانگر مقدار و چگونگی تغییر پارامترهای مشخصه در شرایط کاری مختلف می باشد

Exergy Analysis of a Gas to Liquid Compact Heat Exchanger as an Intercooler in Various Working Conditions

Exergy analysis is a method for recognizing the value and type of system availability variation with regard to the surrounding environment. It also helps to find how macroscopic properties of the system change during a process. By exergy analysis, the proportion of each process in the internal availability transmission and the places of useful energy loss in the system can be determined. In this research, the energy and exergy analysis and the parametric study of a gas to liquid compact heat exchanger (737/032/11–SR type) in various working conditions are accomplished, based on experimental findings. For this purpose, the appropriate model for the heat exchanger is achieved by means of theoretical and experimental thermodynamic relations, based on geometrical characteristics.  The estimation of heat exchanger’s performance in the presented model is based on the εNtu method. In this study, various working conditions are determined by changing some parameters like temperature, pressure and volumetric flow rate of air and mass flow rate of water. The variation range of these parameters is chosen to manifest an intercooler working conditions. For the assessment of system performance, energy analysis is performed by definition and evaluation of parameters such as effectiveness and pressure drop coefficient. Also, for exergy analysis parameters such as exergic efficiency and irreversibility coefficient are considered. The presented results focus on how the variation of working conditions affects the characteristic parameters of the compact heat exchanger.