Last changes

Random Images

Edit Print

GazGazHocserelo

Ha jó hatásfokú hő => tengely (vagy elektromos) energiaátalakítást akarunk (40..70%), akkor

  • vagy GázTurbina és GozTurbina (kombinált ciklusú)
  • vagy GázTurbina rekuperátorral.
    • alacsony nyomású gázturbináknál különösen hatékony, mert a kompresszor ezeknel nem melegiti fel a gazt annyira. Valojaban a kompresszor kinetikus energiat ad a gaznak, gazsebesseget hoz letre, es a kompresszorhaz diffuzora alakitja ki a nagyobb nyomast, a keresztmetszet leszukitesevel. (Hocserelo a diffuzor elott megvalosithato lenne ? Nem szokasos kialakitas, az biztos, de elgondolkodtato).

Sajnos a rekuperátor mérete meghaladja a gázturbina méretét. Nagy gáz-gáz hőcserélőről van szó. Durván 2-szer akkora felület kell, mint ha ugyanazzal a delta-T -vel gőzt fejlesztünk (30..76..100 W / m2 / K). Viszont egyik oldalon sincs tul nagy nyomas, ez a falvastagsag, ezaltal a koltseg szempontjabol elonyos.

 

Végh Feri adatai:

  • lemezes hőcserélő 1.9m2 felület (mindkét gáz ekkora felületet lát)
  • deltaT=12..13C
  • hőátadás: kb 6-8 kg víz kikondenzált (=2258kJ/kg) a belépő nedves meleg levegőből, és emellett levegőt is hűtött. Igaz, hogy 6-8 óra alatt, de a folyamatban a páratartalom-vezérlés miatt csak kb 2 órán át üzemelt a hőcserélő (folyamaton kívül sajnos nem mérték).
  • vagyis 1.88 kW / 1.9m2 / 13C = 76W/m2/K de ez egy igen jó préselt-lemezes hőcserélő, a Danfoss-nál jobb

 

  • keresztáramú, kamion intercooler 2..3 bar -t kibír. A fújt, +0.1 .. 1 bar (legkorhoz kepest) hideg levegő megy a cooler belsejébe.
  • a turbina kimenete, 0.1 bar-os meleg kipufogógáz megy kívülre - valami dobot kell készíteni egyik oldalra, pl. valami fémhordóból vagy lemezből.

jobb lenne keresztáramú helyett ellenáramú hőcserélő. Vegh Ferenc keszit egyet anyagaron (csinalt mar sokat). A parametereket egyeztetni kell. Kb.

  • 10kW / 100C
  • a turbina kimeneten max EGT=700C
  • a ket oldalan a nyomas es kezdeti ... veghomerseklet kb:
    • turbina kimeneten 0.1 bar, 600C .. rol 300C
    • kompresszor kimeneten 0.6 bar nyomas (de jo lenne, ha 1.5 bar-os "surge"ot is kibirna), 80C .. 380C Ez (mivel 380C > 300C) csak ellenaramu hocserelovel lehetseges !
  • max 0.1 bar nyomaseses 80kg/h gazaramnal (a terfogataram becslesehez a nyomast, homersekleteket lasd fent!)

Kis, pár kW-os prototípusnál szoba jonnek nem optimalis, de könnyen elérhető cuccok, mint a levetett kamion cooler, vagy cső-a-csőben megoldás. Esetleg keresztaramubol tobbet úgy sorbakötni, hogy lényegében ellenáramú legyen. Sajnos a sorbakötés a nyomásesést rontja, úgyhogy meg kell találni az optimumot.

 

A 100 EUR / kWe -t alighanem meghaladja a gáz-gáz hőcserélő költsége, de ez jelenlegi elektromos energiaárak ( 100 EUR ~ 1000 kWh nagyságrend ... 1000 óra, naperőműnél ~1 év, nap+biomassza esetén pár hónap ) mellett hamar megtérülhet.

 

Forgó regenerátor

A legtöbb autós mikrogázturbina tervező arra a következtetésre jutott (Chrysler, VW), hogy forgó regenerátorral lenne a legjobb.

Mindenképpen óriási felület kell. Ez "separated-flow" rekuperátorral a kisnyomású (atmoszferikusnál alig nagyobb) forró és nagyobb nyomású (kb. 2..2.5 bar abszolute) kompresszor utáni, relatíve hideg gázok között van. A sérülése gázszivárgást okoz.

Regenerátor esetén "mixed-flow" van, vagyis pár csövet megtöltünk olcsó fémforgáccsal. Ezek egyszer az egyik, másszor a másik gázt látják, és hőcserét valósítanak meg.  Ügyes kialakítás esetén még az ellenáramú hőcserélőt is lehet közelíteni. Ekkor olyan hosszú a gáz útja a regenerátoron belül, és ehhez képest olyan rövid ideig tart egy adott (hőfelvétel / hőleadás) funkció, hogy közben a hosszú regenerátoron belül termikus gradiens alakul ki. Vagyis nem melegszik fel teljesen végig, és nem hűl ki teljesen végig. A váltás után ellenáramot kap, és a hőmérsékleti lépcsőt kerüljük, nem növeljük feleslegesen az entrópiát.

 

 


Created by: cell. Last Modification: 2010-08-17 (Tue) 22:00:25 CEST by cell.

Edit