علی اکبر مهدوی - دانشجوی کارشناسی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی سهند
رحیم خوشبختی سرای - دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز
فرشاد امیرخانی - دانشجوی کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی سهند

اتلافات حرارتی موتورهای احتراق داخلی تا حد زیادی به سبب انرژیهای موجود در گازهای داغ خروجی، سیال خنککننده موتور، و گازهای داغ بازخورانی شده می باشد. بیش از ۳۰ الی ۴۰ درصد انرژی سوختی در موتورهای احتراق داخلی از طریق گازهای خروجی تلف شده و فقط ۳۰ الی ۴۰ درصد آن به کار مفید تبدیل می شود. در مقاله ی حاضر یک سیستم تولید همزمان توان و حرارت با محرک اولیه ی موتور دیزلی یک دیزل ژنراتور kVA ۵۰ به منظور بررسی در حوزه بازیافت حرارت اتلافی، مورد مطالعه قرار گرفته است. به منظور افزایش ضریب بهره وری و بازده اگزرژی مبدل حرارتی و به تبع آن افزایش بازده چرخه تولید همزمان، یک مبدل حرارتی از نوع پوسته و لوله دو پاسه پره دار با نوار تابیده طراحی شده است. این مبدل با ظرفیت kW ۴۴ برای بار کامل موتور طراحی شده و شبیه سازی آن برای شش بار مختلف انجام شده است. ابعاد مبدل مزبور برای دستیابی به بیشترین ضریب بهره وری، بازده اگزرژی و کمترین افت فشار آب بهینه سازی شده است. پس از شبیه سازی، مبدل حرارتی طراحی شده از منظر انرژی و اگزرژی با مبدل پوسته و لوله سیستم موجود، مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان می دهد در بار کامل موتور و جریان ۲۰ لیتر بر دقیقه سیال سرد، حرارت گازهای خروجی به میزان kW ۸۶ / ۴۳ بازیابی شده اند و ضریب بهره وری مبدل حرارتی از % ۶ / ۸۰ به % ۳ / ۹۴ ارتقا یافته است . همچنین، بازده قانون اول چرخه تولید همزمان و بازده اگزرژی مبدل به ترتیب به میزان % ۹۷ / ۴ و % ۷۴ / ۴ افزایش یافته است

مبدل حرارتی پوسته و لوله، بازیافت انرژی اتلافی، سیستم تولید همزمان، موتور دیزلی