مهندسی مدیریت انرژی (مدیریت انرژی)
سال:1391 | دوره:2 | شماره:1 |تعداد مقالات:7

شرکت های خدماتی که مسئولیت بهره برداری شبکه برق شهرک های صنعتی را به عهده دارند، برق مورد نیاز خود را از بازار عمده فروشی برق و یا از واحدهای گازسوز موجود در شبکه تامین می کنند. از دیدگاه فنی و اقتصادی، ارائه طرح بهینه نصب واحدها در شبکه، نقشی حیاتی در بهینگی شرایط بهره برداری این شرکت ها دارد. در این مقاله، روشی شبه دینامیکی برای ارائه طرح بهینه توسعه چندساله، شامل تعیین مکان نصب، زمان، ظرفیت الکتریکی و حرارتی واحدهای تولید هم زمان گازسوز یک شهرک صنعتی ارائه شده است. مساله مدل شده، در قالب یک فرآیند بهینه سازی مقید به قیود تامین انرژی مصرف کننده، قیود واحد گازسوز و سیستم بازیافت حرارت، ارائه شده و مساله با هدف کاهش هزینه شرکت خدماتی در یک بازه زمانی 5 ساله با استفاده از الگوریتم ژنتیک حل شده است. در تعریف مساله، دو دیدگاه اولویت تولید حرارت یا تولید برق نیز در نظر گرفته شده است. در مطالعات عددی، روش مورد نظر برای طرح توسعه واحدهای تولیدهم زمان گازسوز در فیدر فشار متوسط منطقه صنعتی تهران مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج نهایی، کارآیی این روش را در کاهش هزینه ها در طول 5 سال بهره برداری نشان می دهد.

در این مقاله، با به کارگیری مشخصه های غیرخطی کنترل فرکانس بهینه برای منابع فرمان پذیر یک سیستم تغذیه جریان متناوب مستقل، مصرف سوخت اولیه آن کاهش داده می شود. مدیریت توان در شبکه مورد مطالعه، به صورت محلی است و مشخصه های افتی فرکانس به کار گرفته شده برای منابع، بر اساس مدل شبکه طراحی می شوند. در تعیین پارامترهای این مشخصه ها، عدم قطعیت در بارها و امپدانس خطوط شبکه نیز در نظر گرفته می شود تا مشخصه های مورد نظر نسبت به عدم قطعیت های مدل، مقاوم باشند. مشخصه های افتی فرکانس منابع به صورت تکه ای خطی بین هر دو سطح بارگذاری متوالی طراحی می شوند و پارامترهای آن ها بر اساس یک مساله بهینه سازی خارج خط تعیین می گردد. با توجه به طریق نتایج شبیه سازی، کارآیی مشخصه های پیشنهادی هم از نظر کاهش مصرف سوخت اولیه شبکه و هم از نظر مقاوم بودن مشخصه ها نسبت به عدم قطعیت های مدل، نشان داده می شود.

در بررسی های تحلیلی، میدانی و آزمایشگاهی، برای تشریح چگونگی بارگذاری دینامیکی حاصل از انفجار، روابط متفاوتی توسط محققان مختلف ارائه شده است. نحوه بارگذاری دینامیکی، مقدار حداکثر فشار و نحوه افت فشار پس از خیز می تواند بر نتایج شبیه سازی عددی موثر باشد. بررسی های عددی نشان می دهد که لرزش های حاصل از انفجار، ناحیه خرد شده و طول ترک های شعاعی اطراف چال، به سه فاکتور حداکثر فشار، زمان اعمال بارگذاری و نوع تابع تشریح کننده پالس انفجار که در مجموع بیانگر سطح زیر منحنی فشارـ زمان است، وابسته اند. در این مقاله، روابط مختلف بارگذاری دینامیکی در نرم افزار عددی المان مجزای UDEC شبیه سازی شده و نتایج آن با آزمایش میدانی انفجار PETN در توده سنگ کنگلومرای منطقه سد گتوند علیا مقایسه گردیده است. با توجه به خصوصیات متقابل ماده منفجره و توده سنگ، حداکثر فشار انفجار اعمال شده به دیواره چال با استفاده از روابط نیمه تجربی لیو و تیدمان و رابطه گاما، برابر 4.59 گیگا پاسکال در نظر گرفته شده است. در آزمایش های میدانی، طول ترک های شعاعی 1 متر و لرزش های ناشی از انفجار در فواصل 5 و 12 متری به ترتیب، برابر با 42.36 و 7.91 میلی متر بر ثانیه اندازه گیری شد. نتایج بررسی های عددی نشان می دهد که تابع پیشنهادی یون و ژئون، انطباق مناسبی با اندازه گیری های میدانی دارد.

در مقاله حاضر، مطالعه عددی و آزمایشگاهی یک کوره سوخت مایع، جهت بررسی اثر زاویه چرخش هوای ورودی (زاویه هوای ورودی با محور مرکزی کوره) بر دما و تشکیل آلاینده های CO و NO انجام شده است. غلظت آلاینده های CO و NO در امتداد محور مرکزی کوره، توسط دستگاه گاز آنالیزر اندازه گیری گردیده است. مقایسه نتایج شبیه سازی عددی مساله با نتایج آزمایشگاهی، توافق قابل قبولی را نشان می دهد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که اثر زاویه هوای ورودی بر دما و غلظت آلاینده های داخل کوره بسیار قابل توجه است و وجود مقدار بهینه ای از چرخش در جریان می تواند با بهبود عمل اختلاط سوخت و هوا، موجب افزایش راندمان حرارتی و کاهش آلاینده ها گردد. افزایش زاویه چرخش هوای ورودی از صفر تا 75 درجه موجب افزایش دمای شعله و تولید NO تا یک مقدار ماکزیمم و سپس کاهش آنها می شود. نتایج همچنین نشان می دهد که زوایای چرخش بزرگ هوای ورودی مانند 75 درجه، باعث کاهش راندمان حرارتی و افزایش غلظت آلاینده CO در خروجی کوره می شود. این در حالی است که زوایای چرخش کوچک نیز کاهش راندمان حرارتی و افزایش غلظت آلاینده CO را در خروجی کوره به دنبال دارد. با توجه به نتایج به دست آمده در این پژوهش، می توان زاویه پره های هوای ورودی در مشعل را به گونه ای طراحی کرد که تولید آلاینده ها و عملکرد کوره در شرایط مطلوبی باشد.

با توجه به نیاز رو به افزایش انرژی و کمبود منابع انرژی در سراسر جهان، بهینه سازی واحد تولید انرژی برای بهبود بازدهی و نرخ تولید محصول واحد بسیار مهم می باشد. یکی از مهم ترین واحدها برای تولید آب و قدرت، واحدهای قدرت دوهدفه هستند. در این نوع واحد قدرت، یک واحد آب شیرین کن با چرخه تولید قدرت، کوپل شده است. در این مقاله بر اساس این اهداف، یک آب شیرین کن چند مرحله ای با واحد سیکل ترکیبی شامل بویلر بازیاب حرارت، کوپل شده است. بعد از شبیه سازی واحد آب شیرین کن، بویلر بازیاب حرارت و چرخه بخار، تاثیر پارامترهای عملکردی سیستم، نظیر سطوح فشار عملکردی، دمای گاز ورودی به بویلر بازیاب، دماهای پینچ برای سطوح فشار و غیره بر روی بازده اگزرژی کل، نرخ تولید قدرت و آب شیرین بررسی شده اند. به عنوان یکی از نتایج، توان توربین بخار با افزایش فشار عملکردی سطح فشار قوی، تا یک مقدار ماکزیمم افزایش، و بعد از آن کاهش می یابد. این مقدار ماکزیمم با کاهش فشار عملکردی سطوح فشار ضعیف و قوی به طور هم زمان، افزایش می یابد.

این مقاله، یک تحلیل جامع اگزرژی از اجزا و همچنین کل سیستم یک پمپ حرارتی پیشنهادی در شهرستان رامسر با استفاده از منبع آبی سطحی دمای پایین زمین گرمایی ارائه می دهد. فرمول های تحلیلی برای اتلاف اگزرژی، بازدهی اگزرژی، نسبت اتلاف اگزرژی، ضریب اتلاف اگزرژی و درجه کمال ترمودینامیکی برای تمامیاجزای پمپ حرارتی و کل سیستم ارائه شده است. این تحلیل در هر دو حالت گرمایش و سرمایش انجام شده است. نتایج نشان می دهد که برای تحلیل کامل اگزرژی یک پمپ حرارتی، باید تمامی این شاخص ها با هم مورد بررسی و توجه قرار گیرند. همچنین در نتایج نهایی، بیشترین اتلاف اگزرژی، ضریب اتلاف اگزرژی و نسبت اتلاف اگزرژی متعلق به کمپرسور می باشد، در حالیکه کمترین بازدهی اگزرژی و درجه کمال ترمودینامیکی نیز متعلق به همین جزء است؛ بنابراین مهم ترین جزء سیستم که بهبود آن باید مورد توجه قرار گیرد، کمپرسور است. همچنین نتایج نشان دهنده این نکته هستند که فن کویل، مبدل حرارتی زمین گرمایی وکندانسور (در حالت سرمایش) دیگر اجزائی هستند که می توان بهبود آن ها را مد نظر قرار داد. نتایج این بررسی می تواند برای طراحی و بهینه سازی یک پمپ حرارتی با استفاده از منابع موجود ذکر شده مورد استفاده قرار گیرد.

فولادهای ضد زنگ آستنیتی، کاربرد وسیعی در ساخت تجهیزات صنایع مرتبط با سیستم های انرژی از جمله صنعت نفت و نیروگاه ها دارند؛ بنابراین انتخاب مناسب پارامترهای برش با هدف کاهش هزینه تولید قطعات از این جنس، می تواند نقش به سزایی در کاهش هزینه های سیستم های انرژی داشته باشد، اما خواص مکانیکی ویژه ای، تراشکاری این نوع فولادها را متمایز از سایر فولادها کرده است. کیفیت نامناسب سطح و سایش شدید ابزار به دلیل کارسخت شوندگی و چقرمگی زیاد، از مشکلات اختصاصی براده برداری از این نوع فولادهاست و محاسبات ویژه ای را می طلبد. در این مقاله با توجه به نقش سرعت در وضعیت ویژه تشکیل لبه انباشته و به کمک نتایج مجموعه ای از آزمایش ها، رابطه ارائه شده در مراجع برای محاسبه زبری ایده آل سطح فقط بر حسب پیشروی و شعاع نوک ابزار، برای اعمال اثر سرعت برش اصلاح می شود. با توجه به اینکه علاوه بر کنترل سایش ابزار، عوامل دیگری هم در بازده کلی تولید موثر هستند - اما در تدوین جدول ها و نمودارهای موجود در نظر گرفته نشده اند ـ نتایج این مقاله با لحاظ کردن این معیارها این اجازه را به کاربر می دهد تا مطابق با نیاز خود، شرایط مناسب برش را انتخاب کند. این نیاز می تواند کمترین هزینه تولید و یا تولید سریع تر باشد.