Μοντελοποίηση και διερεύνηση εκτονωτών θετικής εκτόπισης σε
συστήματα ORC

Μουρατίδης, Γεώργιος; Mouratidis, George

dc.contributor.author	Μουρατίδης, Γεώργιος	el
dc.contributor.author	Mouratidis, George	en
dc.date.accessioned	2014-12-01T07:46:57Z
dc.date.available	2014-12-01T07:46:57Z
dc.date.issued	2014-12-01
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/39773
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.6360
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Εκτονωτές	el
dc.subject	Σπειροειδής εκτονωτής	el
dc.subject	Εμβολοφόρος	el
dc.subject	Ημιεμπειρικό μοντέλο	el
dc.subject	Ανάκτηση απορριπτόμενης θερμότητας	el
dc.subject	Organic rankine cycle	en
dc.subject	Expander	en
dc.subject	Semi-empirical model	en
dc.subject	Scroll	en
dc.subject	Piston	en
dc.title	Μοντελοποίηση και διερεύνηση εκτονωτών θετικής εκτόπισης σε συστήματα ORC	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Θερμοδυναμική	el
heal.classificationURI	http://localhost:8080/healp/data/6/12/1
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2014-09-11
heal.abstract	Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη θερμοδυναμικών ημιεμπειρικών μοντέλων για την προσομοίωση της λειτουργίας εκτονωτών θετικής εκτόπισης σε συστήματα ORC της κλίμακας των kW. Η ανάπτυξη των συγκεκριμένων μοντέλων βασίστηκε σε αρκετά θερμοδυναμικά ημιεμπειρικά μοντέλά που υπάρχουν στη βιβλιογραφία . Αντικειμενικό ζητούμενο από το συγκεκριμένο μοντέλο είναι η ικανότητα της «επι-τόπου» προσομοίωσης εκτονωτών που χρησιμοποιούνται σε πειραματικές διατάξεις με μοναδικά απαιτούμενα δεδομένα κάποια βασικά κατασκευαστικά στοιχεία για τον εκτονωτή και τις μετρήσεις που προκύπτουν από την πειραματική του διερεύνηση. Η χρήση των ημιεμπειρικών μοντέλων εστιάζει δηλαδή στην προσομοίωση μιας μηχανής χωρίς να διατίθενται λεπτομερή κατασκευαστικά στοιχεία και ταυτόχρονα η προσομοίωση πρέπει να συγκλίνει με την πραγματική της λειτουργία σε διάφορες συνθήκες. Στο πλαίσιο της παρούσας εργασίας, αναπτυχθήκαν δύο ημιεμπειρικά μοντέλα: σπειροειδή εκτονωτή και εμοβολοφόρου εκτονωτή. Καθώς δεν υπήρχε η δυνατότητα για τη διεξαγωγή πειραμάτων και ως εκ τούτου για τον προσδιορισμό των αντίστοιχων παραμέτρων των δύο ημιεμπειρικών μοντέλων, αντλήθηκαν τιμές από τη διαθέσιμη βιβλιογραφία. Ακόμα και έτσι επιτυγχάνονται μικρά σχετικά σφάλματα που δεν ξεπερνάνε το 10%. Σημαντικό τμήμα της διπλωματικής εργασίας αποτέλεσε και η διερεύνηση της λειτουργίας των εκτονωτών. Μέσω του μοντέλου εξετάστηκε η λειτουργία των εκτονωτών σε διάφορες επιβαλλόμενες συνθήκες. Προσδιορίστηκε έτσι η βέλτιστη λειτουργία του εκτονωτή και η συμπεριφορά του σε σημεία διαφορετικά από αυτό. Σημαντικό κομμάτι σε κάθε σύστημα ORC είναι η λειτουργία στα μερικά φορτία. Επίσης έγινε διερεύνηση της λειτουργίας του εκτονωτή σε μερικό φορτίο και προτάθηκε ο νόμος μείωσης της ταχύτητας περιστροφής του εκτονωτή ανάλογα το φορτίο, με σκοπό να μην αλλάζουν οι συνθήκες λειτουργίας αναφορικά με το σημείο σχεδίασης. Τα αποτελέσματα είναι αρκετά ενθαρρυντικά ,πετυχαίνοντας σχεδόν σταθερό ισεντροπικό βαθμό απόδοσης του κύκλου σε μεγάλο εύρος λειτουργίας του στο μερικό φορτίο. Τέλος έγινε μια έρευνα για να διαπιστωθούν οι μέγιστες και ελάχιστες παροχές διαχειριζόμενου όγκου τριών τεχνολογιών συμπιεστών θετικής εκτόπισης, που είναι εμπορικά διαθέσιμοι αυτή τη στιγμή. Με αυτό τον τρόπο βρέθηκαν τα όρια ισχύος των εκτονωτών που θα προκύψουν από μετατροπή των αντίστοιχων συμπιεστών.	el
heal.abstract	The purpose of this thesis is the development of semi-empirical thermodynamic models for simulating the operation of positive displacement expanders in ORC systems. The development of these models was based on several semi-empirical thermodynamic models available in the literature. Desired objective is the ability to simulate, “on the spot”, expanders on experimental set-ups .The only required data for the simulation will be the experimental results and some basic technical specifications. Simultaneously the results of the simulation need to be in convergence with the actual experimental results. In the context of this paper, two semi-empirical models were developed: scroll expander and reciprocating expander. As it was not possible to conduct experiments for the specification of the model parameters, values were deducted from the available literature. Even so relatively small errors are achieved, that do not exceed 10%. Significant part of this thesis is the investigation of the performance of the expanders. Through the model, the performance of the expanders was considered in different imposed conditions. The optimal operation of the expander was determined, as well as their behavior in conditions varying from the optimal. The part-load operation of ORC systems is an important fact that was considered in this thesis. For the part-load operation a law for reducing the expander rotational speed depending on the load was proposed, so as not to change the operating conditions in reference with the design point. The results are quite encouraging, achieving almost constant isentropic efficiency, over a wide range of operation at part-load. Finally there was a research to establish the maximum and minimum volume displacement per revolution for three positive displacement compressor technologies, commercially available that time. In this way the power limits of the expanders, resulting from conversion of the corresponding compressor, were found.	en
heal.advisorName	Καρέλλας, Σωτήρης	el
heal.committeeMemberName	Ρακόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Κακαράς, Εμμανουήλ	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θερμότητας. Εργαστήριο Ατμοκινητήρων και Λεβήτων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	104 σ.
heal.fullTextAvailability	true