تحلیل ترمودینامیکی (انرژی و اگزرژی) یک سیستم پیشنهادی مبتنی بر ترموالکتریک جهت بازیافت گرما از سرباره مذاب در صنعت فولاد

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، مجتمع آموزش عالی فنی و مهندسی اسفراین، اسفراین، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، مجتمع آموزش عالی فنی و مهندسی اسفراین، اسفراین، ایران

doi
10.22034/jmeut.2022.47586.2963
چکیده

امروزه استفاده از ترموالکتریک به عنوان یکی از روش‌های بازیافت انرژی گرمایی اتلافی، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق ضمن ارائه یک سیستم جدید بازیافت انرژی گرمایی موجود در سرباره مذاب صنعت فولاد، آنالیز ترمودینامیکی سیستم پیشنهادی از دیدگاه انرژی و اگزرژی نیز ارائه گردیده است. سپس تاثیر پارامتر‌های مختلف از جمله ضریب سیبک بر عملکرد سیستم پیشنهادی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج مدل‌سازی در دو حوزه چرخه توان و ترموالکتریک، با تحقیقات پیشین اعتبار‌سنجی گردیده‌اند. نتایج تحلیل ترمودینامیکی نشان می‌دهد که بیشترین سهم در نابودی اگزرژی سیستم پیشنهادی، مربوط به سیستم بازیافت گرما می‌باشد. مطابق نتایج، سهم توان تولیدی سیستم بازیافت گرما از توان تولیدی کل حدود 49% می‌باشد و راندمان قانون اول ترمودینامیک برای سیستم پیشنهادی 7/24% و راندمان قانون دوم ترمودینامیک برابر با 88/32% می‌باشند. ارزیابی اقتصادی نشان می‌دهد که به ازای قیمت ترموالکتریک $/W 1 زمان بازگشت سرمایه کمتر از 2 سال می‌باشد.