Einfluss des Arbeitsfluids auf den Wirkungsgrad von Rankine-Kreisprozessen zur Abwärmenutzung

ISBN-13: 9783640826360 / Niemiecki / Miękka / 2011 / 84 str.

Florian M. Ller

Opis

Projektarbeit aus dem Jahr 2009 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Maschinenbau, Note: 1,0, Universitat Duisburg-Essen (Institut fur Verbrennung und Gasdynamik), Sprache: Deutsch, Abstract: Bei der Abwarmenutzung konnen unterschiedliche Fluide in einem (organischen) Rankine-Kreisprozess genutzt werden. Anhand von Modellrechnungen mit einigen Fluiden wird der Einfluss des Fluids selbst auf den Wirkungsgrad als Funktion des Druckes und der maximalen Prozesstemperatur identifiziert. Die energetische Gute und die Wirtschaftlichkeit des (organischen) Rankine-Kreisprozesses werden dabei mageblich durch die thermodynamischen Eigenschaften der gewahlten Arbeitsmedien und die gegebenen Arbeitsbedingungen beeinflusst. In der vorliegenden Aufgabenstellung steht ein Abgasstrom auf einem Temperaturniveau von 773,15 K zur Abwarmenutzung zur Verfugung. Fur den (organischen) Rankine-Kreisprozess werden neben Wasser als klassischem Arbeits- und Vergleichsmedium fur die organischen Fluide mit Heptan ein Kohlenwasserstoff aus der Stoffgruppe der Alkane sowie mit 1,1,1,3,3-Pentafluorpropan (R245fa) und Solkatherm (R) SES 36 zwei gangige Kuhlmittel ausgewahlt. Wie die Modellberechnungen zeigen werden, ist Wasser im Vergleich mit den drei gewahlten, organischen Fluiden unter thermodynamischen Gesichtspunkten am besten als Arbeitsmedium fur den vorliegenden Modellprozess geeignet. Lediglich Heptan kann ahnliche Ergebnisse hin-sichtlich des thermischen Wirkungsgrades des Gesamtprozesses, der erzielbaren Nettoleistung oder des Exergieverlustes aufweisen. Im Rahmen einer wirtschaftlichen Analyse besitzt Wasser auch im Hinblick auf die erforderliche Warmeubertragerflache deutliche Vorteile. Des Weiteren werden fur die besonders erfolgreichen Falle weitere Ansatzmoglichkeiten wie beispielsweise der Einsatz eines internen Warmeubertragers im Hinblick auf eine mogliche energetische und wirtschaftliche Verbesserung des (organischen) Kreisprozesses diskutiert. Hinsichtlich einer energetischen