Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Obieg Rankine’a z czynnikiem niskowrzącym zasilany ciepłem odpadowym spalin kotłowych - potencjał energetyczny oraz korzyści środowiskowe

Cholewiński M., Kamiński M., Pospolita W.

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2017

|

T. 48, nr 4

134--139

PL

W artykule dokonano uproszczonej analizy obejmującej określenie przydatności obiegu Rankine’a z czynnikiem niskowrzącym w procesach generacji energii elektrycznej z wykorzystaniem ciepła odpadowego spalin kotłowych. Porównano moce wytwórcze tego obiegu uzyskane z wykorzystaniem 53 różnych związków chemicznych, określając przy tym zasadność wyposażenia układu w wewnętrzny rekuperator ciepła. Wykazano, że z 1 m3 przepływających spalin możliwe jest w warunkach rzeczywistych uzyskanie około 1 Wh energii elektrycznej netto przy sprawności konwersji równej 10% netto. Wyznaczono spodziewane emisje uniknięte w przypadku zastępowania bloków węglowych układami ORC oraz zidentyfikowano równoważną powierzchnię paneli PV stanowiącą techniczną alternatywę proponowanego układu (współpracującego z dwoma kotłami klasy OR-5).

EN

In this article the simplified analysis of the Organic Rankine Cycle for the generation of electricity using waste heat of fumes was described and conducted. In order to investigate the influence of the selection of working fluid on the power capacities, 53 different media were analysed. Moreover, the validity of the implementation of internal recuperation was assessed. It was showed, that up to 1 Wh of net electricity can be generated from every 1 m3 of fumes in adopted working conditions (at 10% of total net effectiveness). Finally, avoided emissions of CO2, SO2, NOx and dust were calculated in terms of coal-fired power plants potential replacement by the ORC unit (coupled with two OR-5 class coal-fired boilers) as well as equivalent surface of PV panels that may cover its annual electricity production.

2

Design and modeling of a uni-directional piston expander, a case study

Rutczyk Bartłomiej

Archiwum Instytutu Techniki Cieplnej

|

2016

|

Vol. 2

111--133

EN

A design of a reciprocating piston expander based on the uni-directional flow principle is proposed. The conversion of low value heat into mechanical work and electrical energy is a basic problem of small co-generation power plants. It is postulated that the proposed expander is appropriat for such applications. A methodology for engine design and modeling is brought forward and outlined. The design principle is based on the outlines proposed for steam engines by Stumpf [1]. The proposed design is of a horizontal, low speed unit designed with ease of manufacture in mind. Calculations based on the model show isentropic efficiencies around 70%, with the nominal power of 1,2 kW, for a machine working on 7 bar, mildly superheated steam, with the outlet pressure of 0,3 bar and condenser coolant used for residential heating. Furthermore, the most crucial mechanical and stress calculations are outlined.

PL

Przedmiotem pracy jest projekt tłokowego silnika parowego, jako rozprężarki dla siłowni parowych o małej mocy. Uznano, że dla założonych parametrów pary (7 bar na wlocie, 0,3 bar w skraplaczu) i przyjętej mocy w granicach 1,4 kW, konstrukcją optymalną ze względu na sprawność wewnętrzną i prostotę konstrukcji będzie maszyna o przepływie jednokierunkowym [1, 4]. W celu określenia jej wymiarów, stworzono uproszczony model obliczeniowy bazujący na założeniu, że sprężanie i rozprężanie pary to proces politropowy, w którym nadto wzięto pod uwagę straty ciśnienia pary na wlocie do maszyny, korzystając ze wzorów empirycznych [11]. Następnie, uzyskane w ten sposób wymiary wykorzystano jako dane dla kolejnego modelu, bazującego już na założeniu, że czynnik roboczy stanowi gaz rzeczywisty. Model ten utworzono w programie EES. Opiera się on na rozwiązywaniu równań bilansów w celu określenia parametrów pary w punktach charakterystycznych wykresu p-V. Następnie wykres jest kreślony przez program, zakładając przebieg krzywych wlotu i wylotu jako odpowiednio paraboli i funkcji wykładniczej (co stanowi dopuszczalne uproszczenie funkcji wylotu podanej przez Schulego [13] w tym szczególnym przypadku), oraz krzywych sprężania i rozprężania jako zbioru punktów dla procesu izentropowego (w ten sposób bierze się pod uwagę zmienność wykładnika izentropy). Zmieniając w modelu parametry prędkości obrotowej n i napełnienia ε rysuje się następnie charakterystyki mocy, momentu obrotowego i sprawności izentropowej maszyny. Osiągalne są sprawności izentropowe rzędu 0,8 przy małych mocach, oraz rzędu 0,7 przy mocach około nominalnych (1,4 kW). W dalszej części pracy pokazane są szczegóły obliczeń konstrukcyjnych proponowanej maszyny, w tym obliczenia zaworów wlotowych i obliczenia wytrzymałościowe wału i innych elementów. Na bazie ich wyników stworzono projekt silnika (w oprogramowaniu Solidworks).

3

Komputerowe wspomaganie projektowania reakcyjnej turbiny parowej działającej w podciśnieniowym obiegu Rankine’a

Porzak M., Paszko M., Wendeker M.

Logistyka

|

2014

|

nr 6

8875--8881

PL

W artykule opisano ideę działania turbiny parowej Herona oraz przedstawiono sposoby i możliwości wykorzystania metodologii CAD (programu CATIA V5) oraz programów komputerowych zaliczających się do grupy CFD (Fluent 13) w celu zaprojektowania i przeprowadzenia symulacji urządzenia, opartego na działaniu turbiny parowej Herona i obiegu Rankine’a w obniżonym ciśnieniu, służącego do odzyskiwania energii z ciepła odpadowego, niskotemperaturowego. Następnie opisano możliwość wykorzystania oprogramowania LABView w celu stworzenia systemu pomiarowego odczytującego dane z czujników pomiarowych zamontowanych na urządzeniu. System pomiarowy stworzono w taki sposób aby możliwe było zapisanie otrzymanych wyników do pamięci komputera oraz późniejsze porównanie danych dla różnych nastawień urządzenia (np.: dla różnych geometrii turbiny, różnych ciśnień panujących wewnątrz urządzenia bądź dla różnych elementów konstrukcyjnych turbiny). Uznano, że odzysk ciepła odpadowego powinien stanowić istotną rolę w dążeniu do zwiększenia wydajności i sprawności maszyn i silników co przełoży się na zmniejszenie ich negatywnego wpływu na środowisko.

EN

The article describes the concept of Hero’s steam turbine and presents ways of using the CAD methodology (esp.: CATIA V5) and CFD systems (esp.: Fluent 13) in order to design and simulate the device, based on the Hero’s steam turbine and Rankine cycle under reduced pressure, used to recover energy from waste heat of a low temperature. Further described the possibility of using LabVIEW software to create a system of data analysis acquired from the device’s sensors. The system is created in such a way as to be able to write the obtained results into the computer memory and subsequently compare the data for different settings of the device (e.g. .: for different turbine geometry, different operating pressures or for different structural elements of the turbine). It was considered that the recovery of waste heat should be an important role in the quest to increase productivity and efficiency of machines and engines, which will also result in reducing their environmental impact.