Another view on the optimization of the Brayton cycle with recuperator
| Autor: | Zdravko Virag, Antun Galović, Marija Živić |
|---|---|
| Rok vydání: | 2017 |
| Předmět: |
Pressure drop
Overall pressure ratio Thermal efficiency Work output Isentropic process General Engineering Brayton cycle design domain entropy analysis optimization Thermodynamics lcsh:TA1-2040 Control theory Recuperator lcsh:Engineering (General). Civil engineering (General) Gas compressor Braytonov ciklus dizajn domena entropijska analiza optimizacija Mathematics |
| Zdroj: | Tehnički vjesnik Volume 24 Issue 2 Tehnički Vjesnik, Vol 24, Iss 2, Pp 419-425 (2017) |
| ISSN: | 1848-6339 1330-3651 |
| DOI: | 10.17559/tv-20160520115040 |
| Popis: | Bezdimenzijski izrazi za rad, termički stupanj djelovanja, dovedenu toplinu i značajku entropijske produkcije u Braytonovom ciklusu s rekuperatorom su prikazani kao funkcije sedam ulaznih parametara: omjer tlakova, omjer temperatura, efikasnost rekuperatora, izentropski stupnjevi djelovanja kompresora i turbine, bezdimenzijski pad tlaka u komori za izgaranje i rekuperatoru te izentropski koeficijent. Izvedeni su izrazi za omjere tlakova koji maksimiziraju ili minimiziraju razmatrane veličine.Budući da nije moguće maksimizirati sve veličine pri jednoj vrijednosti omjera tlakova, definirana su tri kriterija optimizacije: (i) maksimalni rad, (ii) maksimalni termički stupanj djelovanja i (iii) maksimum njihove težinske sume. Za svaki kriterij dana su dva dijagrama iz kojih se može odabrati optimalni omjer tlakova i očitati sve osnovne veličine koje definiraju Braytonov ciklus. U slučaju kriterija maksimalnog termičkog stupnja djelovanja, kada je efikasnost rekuperatora manja od određene vrijednosti, Braytonovo ciklus bez rekuperatora je bolji nego onaj s rekuperatorom. U slučaju ostala dva kriterija, Braytonov ciklus s rekuperatorom je uvijek bolji od onog bez rekuperatora, bez obzira na vrijednost efikasnosti rekuperatora. Nondimensional expressions for the work output, thermal efficiency, heat input, and entropy generation number in the Brayton cycle with a recuperator are given as functions of seven input parameters: pressure ratio, temperature ratio, recuperator effectiveness, turbine and compressor isentropic efficiencies, nondimensional pressure drop in the combustor and recuperator and the ratio of specific heat capacities. The expressions for pressure ratios which maximize or minimize the considered quantities are derived. Since it is not possible to maximize all the quantities at a unique value of pressure ratio, three optimization criteria: (i) maximum work output, (ii) maximum thermal efficiency, and (iii) maximum of their weighted sum are defined. For each criterion two diagrams from which one can select optimal pressure ratio and read out all basic quantities defining the Brayton cycle are provided. In the case of criterion of maximum thermal efficiency, when the recuperator effectiveness is lower than the certain limit, the Brayton cycle without a recuperator is better than that with it. In the case of other two criteria, the Brayton cycle with a recuperator is always better than that without it, regardless of the value of the recuperator effectiveness. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|