پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 21 |
| تعداد شماره‌ها | 610 |
| تعداد مقالات | 9,026 |
| تعداد مشاهده مقاله | 67,082,740 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 7,656,160 |
Thermoeconomic analysis and optimization of a novel geothermal based multi generation system for electricity generation, cooling, heating and hydrogen liquefaction | ||
| Journal of Heat and Mass Transfer Research | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 27 بهمن 1403 اصل مقاله (1.14 M) | ||
| نوع مقاله: Full Length Research Article | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22075/jhmtr.2025.36093.1648 | ||
| نویسندگان | ||
| ali eyvazi* 1؛ Mehran Ameri2؛ Mohammad Shafiey Dehaj3؛ Hadi Ghaebi4 | ||
| 1Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Vali-e-Asr University of Rafsanjan | ||
| 2Professor, Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Shahid bahonar University of kerman, kerman | ||
| 3Assistant Professor, Department of Mechanical Engineering, Vali-e-Asr University of Rafsanjan | ||
| 4Professor,Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, University of Mohaghegh Ardabili | ||
| تاریخ دریافت: 09 آذر 1403، تاریخ بازنگری: 25 دی 1403، تاریخ پذیرش: 27 بهمن 1403 | ||
| چکیده | ||
| This evaluation presents an integrated, renewable multi generation system powered by geothermal energy. The system incorporates a double-flash geothermal unit, two ejector cooling cycles, a proton exchange membrane electrolyzer, an absorption precooling cycle, and a Claude hydrogen liquefaction subsystem. The study investigates a geothermal-based multi generation system utilizing a double-flash cycle to generate power, provide cooling capacity, and produce liquefied hydrogen. The performance of the proposed system is assessed based on energy, exergy, and economic factors. A case study analyzed the system's behavior under specific conditions. Additionally, a sensitivity analysis was performed to understand how varying operating conditions impacted the system's performance. Finally, a two-objective genetic algorithm, combined with the TOPSIS decision-making method, was employed to optimize the proposed system. The results of the thermodynamic evaluation indicate that the energy efficiency of the proposed system is 16.2%, while the exergy efficiency is 54.1%. This system is anticipated to produce hydrogen at a rate of 0.4 kg per hour, with a measured output power of 105 kW. The analysis reveals that the work required for the hydrogen liquefaction cycle is 7.784 kW, and the total exergy destruction within the studied system amounts to 3437 kW. The economic analysis shows a total system cost of $37.60 per GJ, underscoring its strong financial viability. Additionally, the levelized cost of electricity generation is 24.58, and the levelized cost of hydrogen production is 23.92, further demonstrating the system's robust thermodynamic performance and economic feasibility. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| Claude cycle؛ Ejector؛ Heat recovery؛ Hydrogen؛ Genetic algorithm | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| تجزیه و تحلیل ترمواکونومیک و بهینه سازی یک سیستم جدید چند تولیدی مبتنی بر زمین گرمایی برای تولید برق، سرمایش، گرمایش و مایع سازی هیدروژن | ||
| چکیده [English] | ||
| این ارزیابی یک سیستم چند نسلی یکپارچه و تجدیدپذیر را ارائه می دهد که توسط انرژی زمین گرمایی تغذیه می شود. این سیستم دارای یک واحد زمین گرمایی مضاعف، دو سیکل خنک کننده اجکتور، یک الکترولیز غشای تبادل پروتون، یک سیکل پیش خنک کننده جذبی، و یک زیرسیستم مایع سازی هیدروژن کلود است. این مطالعه یک سیستم چند تولیدی مبتنی بر زمین گرمایی را بررسی می‌کند که از یک چرخه فلاش مضاعف برای تولید نیرو، ارائه ظرفیت خنک‌کننده و تولید هیدروژن مایع استفاده می‌کند. عملکرد سیستم پیشنهادی بر اساس انرژی، اگزرژی و عوامل اقتصادی ارزیابی می‌شود. یک مطالعه موردی رفتار سیستم را تحت شرایط خاص تجزیه و تحلیل کرد. علاوه بر این، یک تحلیل حساسیت برای درک اینکه چگونه شرایط عملیاتی متفاوت بر عملکرد سیستم تأثیر می‌گذارد، انجام شد. در نهایت، یک الگوریتم ژنتیک دو هدفه، همراه با روش تصمیم‌گیری TOPSIS، برای بهینه‌سازی سیستم پیشنهادی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج ارزیابی ترمودینامیکی نشان می دهد که بازده انرژی سیستم پیشنهادی 16.2 درصد است در حالی که راندمان اکسرژی 54.1 درصد است. پیش بینی می شود این سیستم هیدروژن را با سرعت 0.4 کیلوگرم در ساعت با توان خروجی اندازه گیری شده 105 کیلو وات تولید کند. تجزیه و تحلیل نشان می دهد که کار مورد نیاز برای چرخه مایع سازی هیدروژن 7.784 کیلو وات است و کل تخریب اکسرژی در سیستم مورد مطالعه به 3437 کیلووات می رسد. تجزیه و تحلیل اقتصادی هزینه کل سیستم 37.60 دلار به ازای هر GJ را نشان می دهد که بر قابلیت مالی قوی آن تأکید می کند. علاوه بر این، هزینه تراز تولید برق 24.58 و هزینه تولید هیدروژن 23.92 است که عملکرد ترمودینامیکی قوی و امکان سنجی اقتصادی سیستم را بیشتر نشان می دهد. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| چرخه کلود, اجکتور, بازیابی گرما, هیدروژن, الگوریتم ژنتیک | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 64 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 37 |
||