Συντάχθηκε 09-10-2023 14:15
Τόπος:
Σύνδεσμος τηλεδιάσκεψης
Έναρξη: 12/10/2023 12:15
Λήξη: 12/10/2023 13:15
ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ
ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ
Ονοματεπώνυμο: Άντρεα Παυλίδου
Αριθμός Μητρώου: 2017010169
Θέμα:
Τίτλος στα Ελληνικά: Χρήση υπολογιστικών φύλλων με σκοπό την επίλυση ασκήσεων για κύκλους παραγωγής ισχύος με ατμό και για καύση υδρογονανθράκων
Τίτλος στα Αγγλικά: Using spreadsheets for solving exercises related to steam power generation cycles and hydrocarbons' combustion
Εξεταστική Επιτροπή:
Επιβλέπων: Ιψάκης Δημήτρης, Επίκουρος Καθηγητής
Πρώτο Μέλος: Αραμπατζής Γιώργος, Αναπληρωτής Καθηγητής
Δεύτερο Μέλος: Σίσκος Ελευθέριος, Επίκουρος Καθηγητής
Περίληψη:
Η παρούσα Διπλωματική Εργασία έχει ως κύριο στόχο την μελέτη προβλημάτων κύκλου παραγωγής ισχύος (Rankine Cycles) και την μελέτη της καύσης σε εσωτερικές μηχανές με χρήση υπολογιστικών φύλλων Excel.
Στο πρώτο κεφάλαιο, γίνεται η μελέτη της συμπεριφοράς ενός απλού ιδανικού κύκλου Rankine. Αρχικά, αναφέρονται τα κύρια στοιχεία ενός απλού ιδανικού κύκλου Rankine καθώς και η ενεργειακή ανάλυση των διατάξεων του κύκλου. Επιπλέον, συναντάμε τους βελτιωμένους κύκλους, οι οποίοι αποτελούνται από τον ιδανικό κύκλο Rankine με αναθέρμανση και με απομάστευση ατμού, μαζί με τις ανάλογες αλληλεπιδράσεις θερμότητας και έργου. Τέλος, εφαρμόζονται ασκήσεις για κάθε κύκλο Rankine που έχει μελετηθεί, με σκοπό τον υπολογισμό του θερμικού βαθμού απόδοσης του κύκλου.
Στο δεύτερο κεφάλαιο, παρουσιάζεται η ανάπτυξη υπολογιστικού εργαλείου για τα προβλήματα κύκλου Rankine. Για κάθε ένα από τα προβλήματα που αναπτύχθηκαν στο προηγούμενο κεφάλαιο, δίνεται η εκφώνηση της άσκησης και περιγράφονται αναλυτικά τα βήματα που ακολουθήθηκαν, έτσι ώστε να γίνει η επίλυση των ασκήσεων. Για τις ασκήσεις, χρησιμοποιήθηκε το MS Excel και για κάθε άσκηση δίνονται λεπτομερείς οδηγίες επίλυσης.
Στο τρίτο κεφάλαιο, μελετάται η καύση υδρογονανθράκων. Αρχικά, εξηγείται τι ονομάζεται καύσιμο, δίνεται ο ορισμός της καύσης και η γραμμομοριακή σύσταση του ξηρού αέρα. Στην συνέχεια, περιγράφεται η στοιχειομετρία των αντιδράσεων της καύσης και άλλοι ορισμοί που χρησιμοποιούνται συνήθως σε ένα μείγμα αέρα – καυσίμου, το οποίο συναντάται σε μηχανές εσωτερικής καύσης (ΜΕΚ).
Σημαντική είναι επίσης, η έννοια της θερμογόνου δύναμης και ο προσδιορισμός της απόδοσης γεννήτριας θερμότητας. Τέλος, εφαρμόζονται ασκήσεις που αφορούν την μελέτη της καύσης υδρογονανθράκων (υπολογισμός στοιχειομετρικής αναλογίας αέρα – καυσίμου).
Στο τέταρτο κεφάλαιο, παρουσιάζεται η ανάπτυξη υπολογιστικού εργαλείου για τα προβλήματα της καύσης υδρογονανθράκων. Για κάθε ένα από τα προβλήματα που αναπτύχθηκαν στο προηγούμενο κεφάλαιο, δίνεται η εκφώνηση της άσκησης και περιγράφονται αναλυτικά τα βήματα που έχουν ακολουθηθεί, έτσι ώστε να γίνει η επίλυση των ασκήσεων μέσω υπολογιστικών φύλλων Excel.
Περίληψη (Αγγλικά):
The main objective of this Diploma Thesis is the study of power generation cycle problems (Rankine Cycles) and combustion in internal engines using Excel spreadsheets.
In the first chapter, is studied the behaviour of a simple ideal Rankine cycle. Firstly, is recognised the main elements of a simple ideal Rankine cycle as well as the energy analysis of the cycle arrangements. In addition, we encounter the improved cycles, which consist of the ideal Rankine cycle with reheat and regenerative Rankine cycle, including with the corresponding heat and work interactions. Finally, exercises are applied for each studied Rankine cycle, in order to calculate the thermal efficiency of the cycle.
In the second chapter, is presented the development tool for Rankine cycle problems. For each of the problems developed in the previous chapter, is given the exercise pronunciation and the steps followed, hence the exercises can be solved. For the exercises, MS Excel was used and detailed solution instructions are given for each exercise.
In the third chapter, is studied the hydrocarbon combustion. Firstly, is explained what is called a fuel, the definition of combustion and the molar composition of dry air are also given. Additionally, is described the stoichiometry of the combustion reactions and other definitions that are usually presented in an air-fuel mixture, which is found in internal combustion engines. Also important, is the concept of calorific value (or heating value, HV) and the determination of heat generator efficiency. In conclusion, exercises related to the study of hydrocarbon combustion (calculation of stoichiometric air-fuel ratio) are applied.
The fourth chapter, presents the development of a computational tool for hydrocarbon combustion problems. For each of the problems developed in the previous chapter, is given the exercise pronunciation and the steps followed, hence the exercises can be solved through Excel spreadsheets.
Ημ/νία εξέτασης: 12-10-2023
Ώρα: 12:15
Χώρος εξέτασης:
Η παρουσίαση θα γίνει με τηλεδιάσκεψη: https://tuc-gr.zoom.us/j/91520877586?pwd=d3I2QjIraWN2UDVkNkN4aElFd0puQT09
