بهینه سازی چند هدفه ترمو-اقتصادی میکروتوربین گازی با استفاده از شبکه عصبی نوع GMDH و الگوریتم تکاملی

مجید امیرعلیپور¹ محمداسماعیل کشفی² کاظم آتشکاری³ رامین کوهی کمالی⁴

1) دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، پردیس دانشگاه گیلان، رشت، ایران-
2) کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، پردیس دانشگاه گیلان، رشت، ایران
3) دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت،
4) دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت،

محل انتشار : سومین کنفرانس بین المللی علوم و مهندسی(3icesconf.com)
چکیده :
میکروتوربین‌های گازی از جمله فناوری‌های نوین تولید پراکنده می‌باشد که در سال‌های اخیر مورد توجه بسیار بوده است. هدف مقاله حاضر در وهله اول، مد‌ل‌سازی ترمودینامیکی یک سیستم میکروتوربین گازی تک شفتی با رکوپراتور می‌باشد. از تحلیل انرژی و اگزرژی به عنوان یک ابزار توانمند در تعیین عملکرد میکروتوربین گازی، بهره گرفته شده است. اعمال معادلات اقتصادی زمانی میسر است که تمامی مشخصات ترمودینامیکی سیکل، از مدل‌سازی ترمودینامیکی تعیین شده باشد. لذا پس از تحلیل کامل انرژی و اگزرژی، هزینه تجهیزات و سوخت مصرفی میکروتوربین با استفاده از معادلات اقتصادی تعیین شده است. همچنین هزینه تخریب اگزرژی به عنوان یک پارامتر موثر در عملکرد سیکل، با استفاده از تحلیل اگزرژی بدست آمده است. با استفاده از هزینه سوخت و تجهیزات و همچنین هزینه تخریب اگزرژی، تابع هدف هزینه استخراج شده است. تابع هدف دیگر در این مقاله، راندمان قانون دوم سیکل در نظر گرفته شده است. ابتدا به منظور مشخص کردن اثر متغیر‌های اصلی طراحی بر توابع هدف، مطالعه پارامتری انجام گرفته است سپس به منظور بهینه‌سازی با توجه به اینکه مقادیر به دست آمده از مدل‌سازی سیکل، به صورت پیوسته نبوده است، با استفاده از شبکه عصبی نوع GMDH که یکی از پرکاربردترین شبکه های عصبی است و از توانایی بالایی در مدل‌سازی داده‌های پیچیده برخوردار است، توابع هدف مورد نظر تخمین زده شد و سپس بهینه‌سازی همزمان توابع هدف انجام شده است. مشاهده شد بیشترین راندمان اگزرژی، ۴۴% و کمترین هزینه کل 36 دلار در هر ساعت می‌باشد.
کلمات کلیدی : میکروتوربین گازی مدلسازی ترمودینامیکی تحلیل اگزرژی اقتصادی بهینه سازی چند هدفه