hrvatski

TERMODINAMIČKI MODEL PRIZEMNE KONCENTRACIJE EKSERGIJE TOPLOG VLAŽNOG ZRAKA

Tema disertacije spada u problematiku dobivanja rada iz Sunčeva zračenja nakon što je to zračenje u prijemniku elektrane preuzeto kao niskotemperaturna toplina. Takve elektrane s niskotemperaturnim kolektorima su tzv. solarne dimnjačne elektrane (eng. Solar Chimney power plants - SC). Usprkos niskotemperaturnom prijemu topline one ipak postižu svoju konkurentnost dvostrukom prostornom koncentracijom široko ''rasijane'' ulazne radne sposobnosti. Koncentracija radne sposobnosti je postignuta „ dimnjakom“ visine : naime on koncentrira eksergiju toplog zraka preuzetu u kolektoru (kao rad njegove uzgonske sile duž cijele svoje visine ) na samo svoje dno, u obliku skokovitog pada tlaka za pogon turbina. U disertaciji je razrađen fizički i matematički model GV-stupa po kome se koncentrira pri samom tlu rad uzgonske sile po cijeloj visine troposfere, znatno većoj od visine svakog čvrstog dimnjaka i to bez dimnjaka. Ideja je objavljena i obrazložena u radovima [1], [2] i suština je u tome, da se dio ukupne radne sposobnosti toplog kolektorskog zraka koristi u prizemnim turbinama kao u SC elektranama, a preostalim dijelom da se formira i održava karakteristična vrtložna zračna struktura od iznad turbina, pa sve do vrha troposfere (GV – stup ili GVS). Duž osi ove strukture tlak je niži od atmosferskog na istoj visini (kao i kod dimnjaka gdje je najveća razlika tlakova pri tlu, na turbinama). Prva tri poglavlja posvećena su uglavnom dosadašnjim spoznajama u korištenju Sunčeva zračenja preko niskotemperaturne topline u SC elektranama, u četvrtom se definira radna sposobnost (eksergija) toplog vlažnog zraka u gravitacijskom polju. U petom poglavlju, razrađen je ključan termodinamički kriterij, uveden u radu [2], te ugrađen u fizički model i – u poglavlju 6. – u matematički model. U poglavlju 8. izložen je algoritam rješenja stacionarnog GV stupa zajedno sa karakterističnim numeričkim rješenjem. U osnovni model ugrađena su poboljšanja koja se odnose na uvođenje utjecaja rada unutarnjeg trenja kao i na uvođenje utjecaja promjenjive vertikalne brzine u središnjem dijelu GV stupa u poglavlju 9. Prikazano je i karakteristično numeričko rješenje poboljšanog modela u poglavlju 11., dok je u poglavlju 12. izvršena analiza određenih utjecajnih parametara na fizikalne veličine GV stupa. U predzadnjem dijelu doktorskog rada ukratko je elaborirana varijanta tzv. alternativnog modela GV-stupa, kao druga mogućnost (osim spusne ljuske) kojom se rješava pitanje proboja zraka na atmosferski zaustavni tlak na istoj razini. Obrazložena je i moguća primjena alternativnog modela GV-stupa kod solarne dimnjačne elektrane sa kratkim difuzorom. Glavni izvorni znanstveni doprinos disertacije je razrada varijante fizikalnog i matematičkog modela GVS-a sa spusnom ljuskom (kao jedne od dvije moguće varijante). Isto tako u pogledu znanstvenog doprinosa značajna je i provedena varijacija utjecajnih parametara, pri čemu su izvedeni zaključci koji imaju širi značaj.

Solarna dimnjačna elektrana; radna sposobnost; vrtlog; numeričko modeliranje; termički stupanj djelovanja

nije evidentirano