Tuğberk Hakan Çetin, Mehmet Kanoğlu
Bu çalışmada gazların sıvılaştırılmasında kullanılan Claude çevriminin termodinamik analizi gerçekleştirilerek kompresör giriş sıcaklığı, kompresör çıkış basıncı, türbine gönderilen gaz miktarı ve türbin giriş sıcaklığının sıvılaştırılan gaz miktarı, net iş, performans katsayısı ve ikinci yasa verimine etkileri incelenmiştir. Sistemin optimizasyonu için ikinci yasa verimi hedef fonksiyon olarak seçilmiş ve diferansiyel evrim algoritmasının yardımıyla sistem için optimum çalışma parametreleri bulunmuştur.
Kompresör giriş sıcaklığı 25°C, türbin giriş sıcaklığı −69.2°C, kompresör giriş basıncı 0.101 MPa, kompresör çıkış basıncı 4 MPa ve türbine gönderilen gaz oranı 0.75 olan ideal bir Claude çevrimi, EES programı kullanılarak bilgisayar ortamında modellenmiştir. Bu çevrim için net iş 955 kJ/kg, performans katsayısı 0.445 ve sıvılaşan gaz oranı 0.234 olarak hesaplanmıştır. Parametrik çalışmalar yardımıyla kompresör giriş sıcaklığı ile performans parametreleri arasında doğrusal bir ilişki olduğu görülmüştür. Kompresör çıkış basıncının optimum değerlerinin 4 ile 8 MPa arasında olduğu ve basınç değerine göre türbine gönderilen optimum gaz miktarı oranının 0.6 ile 0.8 arasında değiştiği gözlemlenmiştir. Diferansiyel evrim algoritması kullanılarak yapılan optimizasyon çalışmasında, kompresör giriş sıcaklığının 25°C olduğu bir Claude çevriminde, kompresör çıkış basıncı 4.25 MPa, türbine gönderilen gaz oranı 0.69 ve türbin giriş sıcaklığı −29.6°C olarak hesaplanmıştır. Optimum şartlarda gerçekleşen net iş 787 kJ/kg ve performans katsayısı 0.540 olarak bulunmuştur.