Kylning och torkning av ett högtryckskompressorinlopp
Examensarbetet utfördes på University of Florida vid Department of Mechanical and AerospaceEngineering i deras Energy and Gas Dynamics Systems Laboratory. Laboratoriet forskar på enny gasturbincykel som producerar kraft, värme, kyla och vatten. Cykeln är kallad High PressureRegenerative Turbine Engine (HPRTE) och kombinerat med gasturbincykeln är ettabsorptionskylsystem (VARS). Kylsystemet drivs av spillvärme från avgaser som cirkuleras igasturbinen, den producerade kylan används för att kyla ned högtryckskompressorinloppet.Syftet med det här examensarbetet är att undersöka möjligheten till att kyla ned inloppet tillkompressorn till temperaturer långt under fryspunkten för vattnet i den fuktiga gasen. Om gasenskall kylas till nivåer under fryspunkten måste vattnet föras bort från gasen. Fördelen med attkomprimera en kall gas kontra en varm är att kompressorarbetet minskar för sammatryckförhållande.Arbetet är inriktat på idén att glykol, som är hygroskopisk, kan användas för både kylning ochabsorption samtidigt. Genom att spraya ett kallt flöde av glykol in i gasflödet före kompressornså kyls gasen och vatten absorberas från den. Glykolsystemet består av tre komponenter somåstadkommer kylningen, absorptionen och regenereringen. Glykollösningen är köldbärarensamtidigt som den även står för absorptionen av vatten och spraykammaren är där gas och glykolblandas för att få mass- och värmetransport. Sista komponenten är reningssystemet därglykollösningen renas från det absorberade vattnet.En termodynamisk analys utförs genom att modellera systemet i MATLAB. Jämvikt ochadiabatiska förhållanden antas, verkningsgraden för masstransport baseras påjämviktsförhållanden mellan de partiella trycken för vatten i gas och glykollösningen.Kyleffekten som behövs för att sänka temperaturen i HPRTE gasflödet består av latent ochsensibel värme. Utöver dessa två tas även lösningsvärmet, effekten av att vatten blandas medglykol, med i energibalansen.Resultaten från programmet används för att rita grafer från vilka slutsatser kan dras. Grafernaillustrerar systemets prestanda när vissa indata så som tryck, temperatur ellerlösningskoncentration förändras.