Sürdürülebilir Kalkınma Amaçları

• 1

• MakaleAçık Erişim2022Scopus SJRQ3/r/bayburt/12080
  Exergy analyses of two and three stage cryogenic cycles

  Atasbak, Musa; Keven, Arzu; Karaali, Rabi

  Cryogenics has an important influence on industry and science. In this study, optimum working conditions are obtained by applying exergy analysis and local optimization methods to two- and three-stage vapor compression cascade cryogenic cycle. The first and second laws of thermodynamics, exergy analysis, and local optimization methods are applied to the two- and three-stage cascade cryogenic cycle. By considering the needs and demands, it is possible to create new cycles by adding new devices and/or new stages to these cycles. The results of the optimum operating conditions are obtained for the two- and three-stage vapor compression cascade cryogenic cycle. It is seen that to achieve high COP values and high efficiency; it is necessary to reduce the compression ratio of the compressor as much as the fluid allows. For the two-stage cycle, the minimum total work required for cryogenic cooling is around P 7 = 2,400 kPa. The COP value is 0.30 between P 7 = 2,400 and 2,800 kPa, and the maximum exergy efficiency is obtained around 0.235. It is seen operating the first-stage compressor at high pressures increases the total losses of the entire cycle from 7,500 to 18,550 kW. The increase in total exergy losses is around 247%, and operating the first-stage compressor at high pressures increases the exergy efficiency of the entire cycle. The increase in total exergy efficiency is around 160%. When the second-stage compressor is operated at low pressure, the COP value increases by 2%, the exergy efficiency increases by 20%, and the exergy losses decrease by around 40%.

  • 
  AtıfScopus6·WoS3·OpenAlex9

  İncele
• Yüksek Lisans TeziAçık Erişim2020/r/bayburt/17121
  Kriyojenik çevrimlerin ekserji analizi

  Musa Ataşbak

  Kriyojeni alanı anlaşılması kolay olmayan bir alan gibi görünmüş olsa da günümüz endüstrisinde ve bilimsel alanda büyük bir etkiye sahiptir. Bu çalışmada Kriyojeni alanının bir kısım çevrimlerine ekserji analizi ve lokal optimizasyon metotlarını uygulayarak optimum çalışma şartları aranmıştır. En çok kullanılan yöntem olan kademeli buhar sıkıştırmalı kaskad kriyojenik çevrimine, Termodinamiğin birinci ve ikinci kanunları, ekserji analizi ve lokal optimizasyon metotları uygulanmıştır. Kuşkusuz bu çevrimlere yeni kademeler eklenmesi ve yeni cihazların çevrimlere katılması ile yeni kriyojenik çevrimler elde edilebilmektedir. Bunun için şartlar, ihtiyaç ve talepler göz önünde bulundurularak, kademeli buhar sıkıştırmalı kaskad kriyojenik çevriminden yeni çevrimler ortaya çıkarmak mümkündür. İki ve üç kademeli buhar sıkıştırmalı kaskad kriyojenik çevrimlerinin elde edilen bulgu ve sonuçlarından, incelenen bu iki çevrimin optimum çalışma şartları ortaya konmuştur. İki kademeli çevrimde istenen kriyojonik soğutma için minimum toplam işin, maksimum ekserji veriminin ve minimum ekserji kaybının P7=2400 kPa civarında elde edildiği görülmüştür. Üç kademeli buhar sıkıştırmalı kaskad kriyojenik çevriminde yüksek verim ve yüksek COP değerleri elde etmek için iş akışkanının izin verdiği ölçüde kompresör sıkıştırma oranının düşürülmesi ve kısılma vanasında ortaya çıkan iş kayıplarını kazanca dönüştürmek için kısılma vanası yerine türbin kullanılması gerektiği anlaşılmıştır. Kompresör sıkıştırma oranının yüksek olması çevrime harcanan işi ve atılan ısı miktarını artırmakta ve çevrimin COP değerlerini düşürmektedir. Kısılma vanası yerine türbin kullanılması ile elde edilen iş kompresör işine harcanmakta böylece çevrimin dışarıdan ihtiyaç duyduğu iş miktarı azaltılabilmektedir. Bu sebepten çevrim verimi ve COP değerleri artırılabilmektedir.

  İncele