Toplotne lastnosti fluidov pri visokih tlakih

Zajc, Gašper

| | SLO | ENG | Piškotki in zasebnost

Večja pisava | Manjša pisava

Prva stran > Izpis gradiva

Izpis gradiva

Naslov:	Toplotne lastnosti fluidov pri visokih tlakih
Avtorji:	ID Zajc, Gašper (Avtor) ID Knez, Željko (Mentor) Več o mentorju... ID Škerget, Mojca (Komentor) ID Goričanec, Darko (Komentor)
Datoteke:	MAG_Zajc_Gasper_2017.pdf (3,62 MB) MD5: 4C5178E16A90D0E459BBB845A5CFF86F PID: 20.500.12556/dkum/55f537f1-cc01-426e-a086-e539fba574ac
Jezik:	Slovenski jezik
Vrsta gradiva:	Magistrsko delo/naloga
Tipologija:	2.09 - Magistrsko delo
Organizacija:	FKKT - Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
Opis:	Namen magistrske naloge je bil preučevanje in ovrednotenje toplotnih lastnosti alternativnih nosilcev toplotne energije pri visokih tlakih, kjer smo se podrobneje posvetili ogljikovemu dioksidu in etanu ter njuni azeotropni mešanici. Ti fluidi lahko predstavljajo okolju prijaznejšo alternativo kakor trenutno najbolj razširjeni fluorirani ogljikovodiki. V magistrskem delu smo poleg eksperimentalnega dela v laboratoriju izvajali še razne simulacije v računalniškem programu Aspen Plus V8.8. V eksperimentalnem delu smo postavili delujoč kontinuirni dvocevni toplotni prenosnik, kjer smo merili koeficiente toplotne prestopnosti CO2, etana in njune azeotropne zmesi v odvisnosti od tlaka (od 5 MPa do 30 MPa), temperature (od 20 °C do 65 °C) in pretoka vode (pri 1 L/min in 2 L/min), ki je predstavljala hladen tok v našem protitočnem prenosniku. V drugem delu smo teoretično simulirali obratovanje subkritičnih toplotnih črpalk s CO2 in azeotropno zmesjo CO2 – etan. Opravili smo tudi simulacijo, kjer smo iskali optimalno sestavo azeotropne zmesi, ki bi dajala najvišje izkoristke procesa. Idejna zasnova teh simulacij je nastala zaradi različnih pogojev vrelišča azeotropnih zmesi v razmerju s čistimi snovmi, kar bi lahko potencialno znižalo obratovalne stroške toplotnih črpalk. Glavne ugotovitve so bile: Vsi merjeni visokotlačni fluidi so kazali maksimume toplotne prestopnosti tik nad kritičnimi pogoji. Ti vrhovi so se nato z višanjem tlaka nižali in premikali proti vedno višjim temperaturam. Tvorba teh vrhov je bila posledica specifične toplote fluida, ki je kazala enaka odstopanja nad kritično točko. Ugotovili smo tudi, da azeotropne zmesi tvorijo koeficiente toplotnih prestopnosti med obema komponentama, ki jo sestavljata. Simulativni rezultati analiz obratovanja toplotnih črpalk so kazali potencialne izboljšave izkoristkov procesa z vpeljavo azeotropne zmesi, vendar samo v določenih primerih. Na podlagi znižanja temperature vrelišča azeotropa CO2 – etan smo lahko obratovanje procesa izboljšali na kondenzatorju, vendar smo ga zaradi tega istočasno poslabšali na uparjalniku.
Ključne besede:	CO2, etan, azeotrop, toplotni prenosnik, toplotna črpalka, superkritični fluid
Kraj izida:	Maribor
Založnik:	[G. Zajc]
Leto izida:	2017
PID:	20.500.12556/DKUM-68255
UDK:	54.139:621.577(043.2)
COBISS.SI-ID:	21028630
NUK URN:	URN:SI:UM:DK:GZWUHYTM
Datum objave v DKUM:	22.11.2017
Število ogledov:	1559
Število prenosov:	159
Metapodatki:
Področja:	KTFMB - FKKT
:	Kopiraj citat

Skupna ocena:	(0 glasov)
Vaša ocena:	Ocenjevanje je dovoljeno samo prijavljenim uporabnikom.
Objavi na:

Postavite miškin kazalec na naslov za izpis povzetka. Klik na naslov izpiše podrobnosti ali sproži prenos.

Licence

Licenca:	CC BY-NC-ND 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva-Nekomercialno-Brez predelav 4.0 Mednarodna

Povezava:	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.sl
Opis:	Najbolj omejujoča licenca Creative Commons. Uporabniki lahko prenesejo in delijo delo v nekomercialne namene in ga ne smejo uporabiti za nobene druge namene.
Začetek licenciranja:	14.09.2017

Sekundarni jezik

Jezik:	Angleški jezik
Naslov:	Heat properties of fluids at high pressures
Opis:	The aim of this Master thesis was to study and evaluate the heat properties of alternative heat energy carriers at high pressures, where we mainly focused on carbon dioxide, ethane, and their azeotropic mixture. These fluids could represent an environmentally friendlier alternative to the most commonly used fluorinated hydrocarbons. In this work, besides the experimental part which was done in a laboratory, we also performed various simulations in a computer program called Aspen Plus V8.8. In the experimental part we constructed a working continuous double pipe heat exchanger where we measured the total heat transfer coefficients of CO2, ethane, and their azeotropic blend at various pressures (from 5 MPa to 30 MPa), temperatures (from 20 °C to 65 °C) and water flows (at 1 L/min and 2 L/min). Water represented the cold stream in our counter-current exchanger. In the second part, we theoretically simulated the operating parameters of subcritical heat pumps with CO2 and the azeotropic blend CO2 – ethane. We also performed simulations to determine the optimal composition of the azeotropic mixture, which would give the highest process efficiency. The conceptual design of these simulations was derived from the different boiling properties of azeotropic mixtures compared to pure substances, which could potentially decrease the operational cost of heat pumps. The main findings were: All measured high-pressure fluids displayed a maximum in heat transfer slightly above their critical conditions. These peaks would then decrease with increasing pressures and move to increasingly higher temperatures. The formation of these peaks was due to the specific heat of the fluid, which showed a similar deviation above the critical point. We were also able to determine that the heat transfer coefficients of the azeotropic blend form between the values of both pure substances that compose it. The analysis of the simulative results of heat pump performance shows that the introduction of an azeotropic blend could potentially increase the efficiency of the process, but only in some specific cases. Because of the drop in boiling temperature of the azeotrope CO2 – ethane, we could improve the performance of the condensator, but we therefore simultaneously decreased the performance of the evaporator.
Ključne besede:	CO2, ethane, azeotrope, heat exchanger, heat pump, supercritical fluid

Komentarji

Dodaj komentar

Za komentiranje se morate prijaviti.

Komentarji (0)

0 - 0 / 0

Ni komentarjev!

Nazaj