تحلیل چرخه ترکیبی برایتون–استرلینگ با مدل سازی ترمودینامیکی

در این مقاله تحلیل ترمودینامیکی چرخه ترکیبی برایتون- استرلینگ انجام شد. مدل ترمودینامیکی چرخه با تعداد متغیری توربین و کمپرسور در نرم افزار EES ساخته شد و از انرژی حاصل ازگازهای خروجی از توربینها به کمک مبدلهای حرارتی برای تامین انرژی موتور استرلینگ استفاده گردید. با توجه به اینکه فرض فرایندهای دما ثابت به جای فرایندهای تراکم و انبساط آیزنتروپیک در چرخه برایتون بیشترین کار خالص خروجی را دارد، در این مقاله نیز با استفاده از خنک کن میانی در میان طبقات کمپرسور و گرمایش مجدد در میان طبقات توربین حالت بهینه چرخه برایتون مدلسازی شد. نتایج این پژوهش نظری نشان داد که بیش از 5 توربین و کمپرسور عملا صرفه اقتصادی ندارد و ثانیا جهت رسیدن به بیشینه راندمان، رابطه معکوسی میان تعداد توربین و کمپرسور و نسبت فشار آنها وجود دارد. همچنین رابطه مستقیمی میان راندمان آیزنتروپیک کمپرسور و نسبت فشار بهینه وجود دارد،بدین معنی که در صورت استفاده از کمپرسور با راندمان آیزنتروپیک پایین نسبت فشار نیز الزاما باید کاهش یابد تا بیشترین بازده ممکن حاصل شود.اضافه کردن کمی بخار آب به محفظه احتراق راندمان مجموعه را افزایش میدهد. موتور استرلینگ نیز تاثیر بسزایی در راندمان مجموعه دارد.