کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6680041 1428065 2018 10 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A near-isothermal expander for isothermal compressed air energy storage system
ترجمه فارسی عنوان
انبساط نزدیک به ایزوترمال برای سیستم ذخیره انرژی هوای فشرده شده ایزوترمال
کلمات کلیدی
ذخیره انرژی فشرده، گسترش دهنده ایزوترمال، آزمایش و شبیه سازی، کار خاص، نسبت فشار بالا،
ترجمه چکیده
تکنولوژی ذخیره سازی هوای فشرده، به عنوان یک روش امیدوار کننده برای بهبود قابلیت اطمینان و کارایی انتقال و توزیع برق، به ویژه با نفوذ زیاد انرژی تجدیدپذیر، محسوب می شود. در حال توسعه یک عامل حیاتی در عملیات ذخیره سازی هوای فشرده نقش مهمی را ایفا می کند. کار خاصی از گسترش دهنده را می توان از طریق گسترش ایزوترمال در مقایسه با فرآیند توسعه آدیاباتیک به دلیل دمای تقریبا ثابت که قادر به گسترش دهنده با یک نسبت فشار بالا می شود بهبود می بخشد. در این مطالعه، یک تفنگ متصل کننده ویژه با نسبت فشار بالا توسعه داده شد و ویژگی های گسترش آن به صورت آدیاباتیک اندازه گیری شد. مدلسازی عددی برای شبیه سازی گسترش آدیاباتیک انجام شد. این مدل همچنین با نتایج آزمایشگاهی تایید شد. براساس این یافته ها، ما یک فرایند توسعه نیمه ایزوترمی با استفاده از تزریق آب به سیلندر گسترش می دهیم. مدل سازی نیز برای شبیه سازی فرآیند شبه ایزوترمال با معرفی معادلات مستقیم انتقال حرارت آب و هوا، گسترش یافت. نتایج شبیه سازی نشان داد که هنگام پاشش قطرات آب کوچک به سیلندر، کار خاصی که تولید شده بود، به میزان 15.7٪ در مقایسه با انبساط آدیاباتیک تحت همان جریان جرم هوا افزایش یافت، در حالی که اختلاف دما تنها حدود 10٪ از میزان آدیاباتیک روند و ارتفاع سیلندر با 8.7٪ کاهش یافت. همچنین تاثیر نسبت جریان جرمی آب / هوا و دمای ورودی به عملکرد گسترش یافته مورد بررسی قرار گرفت.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی انرژی مهندسی انرژی و فناوری های برق
پیش نمایش مقاله
انبساط نزدیک به ایزوترمال برای سیستم ذخیره انرژی هوای فشرده شده ایزوترمال
چکیده انگلیسی
Compressed air energy storage technology is considered as a promising method to improve the reliability and efficiency of the electricity transmission and distribution, especially with high penetration of renewable energy. Being a vital component, the expander takes an important role in compressed air energy storage operation. The specific work of an expander can be improved through an isothermal expansion compared with the adiabatic expansion process due to a nearly constant temperature which enables the expander to operate with a high pressure ratio. In this study, a specific reciprocating expander with a high pressure ratio was developed and its adiabatic expansion characteristics were measured. Numerical modelling was performed to simulate adiabatic expansion. This model was also validated by experimental results. Based on these findings, we propose a quasi-isothermal expansion process using water injection into the expander cylinder. Modelling was also extended to simulate the quasi-isothermal process by introducing water-air direct heat transfer equations. Simulation results showed that when spraying tiny water droplets into the cylinder, the specific work generated was improved by 15.7% compared with that of the adiabatic expansion under the same air mass flowrate, whilst the temperature difference was only about 10% of that of the adiabatic process, and cylinder height was decreased by 8.7%. The influence of water/air mass flowrate ratio and the inlet temperature on the expander performance was also studied.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Applied Energy - Volume 225, 1 September 2018, Pages 955-964
نویسندگان
, , , , , , , , ,