Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Kylning och torkning av ett högtryckskompressorinlopp
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2007 (Swedish)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Cooling and dehydration of a high pressure compressor inlet (English)
Abstract [sv]

Examensarbetet utfördes på University of Florida vid Department of Mechanical and Aerospace

Engineering i deras Energy and Gas Dynamics Systems Laboratory. Laboratoriet forskar på en

ny gasturbincykel som producerar kraft, värme, kyla och vatten. Cykeln är kallad High Pressure

Regenerative Turbine Engine (HPRTE) och kombinerat med gasturbincykeln är ett

absorptionskylsystem (VARS). Kylsystemet drivs av spillvärme från avgaser som cirkuleras i

gasturbinen, den producerade kylan används för att kyla ned högtryckskompressorinloppet.

Syftet med det här examensarbetet är att undersöka möjligheten till att kyla ned inloppet till

kompressorn till temperaturer långt under fryspunkten för vattnet i den fuktiga gasen. Om gasen

skall kylas till nivåer under fryspunkten måste vattnet föras bort från gasen. Fördelen med att

komprimera en kall gas kontra en varm är att kompressorarbetet minskar för samma

tryckförhållande.

Arbetet är inriktat på idén att glykol, som är hygroskopisk, kan användas för både kylning och

absorption samtidigt. Genom att spraya ett kallt flöde av glykol in i gasflödet före kompressorn

så kyls gasen och vatten absorberas från den. Glykolsystemet består av tre komponenter som

åstadkommer kylningen, absorptionen och regenereringen. Glykollösningen är köldbäraren

samtidigt som den även står för absorptionen av vatten och spraykammaren är där gas och glykol

blandas för att få mass- och värmetransport. Sista komponenten är reningssystemet där

glykollösningen renas från det absorberade vattnet.

En termodynamisk analys utförs genom att modellera systemet i MATLAB. Jämvikt och

adiabatiska förhållanden antas, verkningsgraden för masstransport baseras på

jämviktsförhållanden mellan de partiella trycken för vatten i gas och glykollösningen.

Kyleffekten som behövs för att sänka temperaturen i HPRTE gasflödet består av latent och

sensibel värme. Utöver dessa två tas även lösningsvärmet, effekten av att vatten blandas med

glykol, med i energibalansen.

Resultaten från programmet används för att rita grafer från vilka slutsatser kan dras. Graferna

illustrerar systemets prestanda när vissa indata så som tryck, temperatur eller

lösningskoncentration förändras.

Abstract [en]

This thesis was performed at the University of Florida at the Department of Mechanical and

Aerospace Engineering in the Energy and Gas Dynamics Systems Laboratory. At the laboratory

research is conducted on a novel cooling and power cycle. The cycle is a semi-closed gas turbine

cycle called the High Pressure Regenerative Turbine Engine (HPRTE). A Vapor Absorption

Refrigeration System (VARS) is combined with the HPRTE, the refrigeration unit is powered by

waste heat from the recirculated combustion gas of the HPRTE. The refrigeration produced in

the VARS is used to cool down the high pressure compressor inlet.

The purpose of this thesis is to investigate the possibility of cooling the high pressure compressor

inlet to temperatures well below the freezing point of the water in the humid gas. If the gas is to

be cooled to temperature levels beneath the freezing point the water needs to be removed from

the gas. The advantage with a low inlet temperature is that the work required by the compressor

is less than for the same compression ratio at a higher inlet temperature.

The thesis is focused on the idea that glycol, which is a desiccant, could be used for both the

cooling and dehydration simultaneously. By spraying a cold flow of glycol into the gas path

before the HPC the glycol would cool the gas at the same time as the water is absorbed into the

glycol solution, which has a lower freezing point than the one of water. The cycle consists of

three major components that accomplish the cooling, absorption and regeneration. First the

glycol solution which is the carrier of the cooling power generated in the VARS and at the same

time the water vapor absorbing media. Secondly the spray chamber where the HPRTE gas and

the glycol solution are mixed and the transfer of mass and heat take place. The third part is the

purification system where the glycol solution is separated from the absorbed water.

The analysis of such a system is made through a thermo dynamical model written in MATLAB.

Steady state and adiabatic conditions are assumed and the mass transfer is modeled by using an

efficiency towards equilibrium conditions for the partial water vapor pressure between the glycol

solution and the HPRTE gas. The cooling power needed for lowering the temperature of the

HPRTE gas consists of sensible and latent heat and in addition to these two the effect of heat of

solution generated by mixing glycol and water are taken into account.

The results from the program are used for drawing graphs from which conclusions are drawn.

The graphs illustrate the system performance when certain inputs are changed, such as pressure,

temperature or solution concentration.

Place, publisher, year, edition, pages
2007.
Series
MMK 2007:36 MPK 570
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-100811OAI: oai:DiVA.org:kth-100811DiVA: diva2:545076
External cooperation
University of Florida,William E. Lear
Uppsok
Technology
Supervisors
Examiners
Available from: 2012-08-17 Created: 2012-08-17 Last updated: 2012-08-17Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Karl Järvi(871 kB)97 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 871 kBChecksum SHA-512
d6eca51169ff174573948f6fe40cfb8ae11e1ce07991aaafd3a847b43f2e6886da03a39dbc45a0e9f352670813887d633610d6cd27c2fbc3a30a6fefee705abd
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 97 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 70 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf