تحلیل انرژی، اگزرژی و عملکرد حرارتی سیستم تولید سه‌گانه توان، سرمایش و آب‌ شیرین مبتنی بر انرژی زمین‌گرمایی با استفاده از نانوذرات آلومینیوم اکسید و تیتانیوم دی‌اکسید

شکری, یاسر; گروسی فرشی, لیلی; یاری, مرتضی

doi:10.22044/jsfm.2026.17472.4045

تحلیل انرژی، اگزرژی و عملکرد حرارتی سیستم تولید سه‌گانه توان، سرمایش و آب‌ شیرین مبتنی بر انرژی زمین‌گرمایی با استفاده از نانوذرات آلومینیوم اکسید و تیتانیوم دی‌اکسید

نوع مقاله : مقاله مستقل

نویسندگان

گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

10.22044/jsfm.2026.17472.4045

چکیده

در این مقاله، عملکرد ترمودینامیکی و حرارتی یک سیستم نوآورانه تولید سه‌گانه توان، سرمایش و آب شیرین مبتنی بر انرژی زمین‌گرمایی با استفاده از نانوذرات آلومینیوم اکسید و تیتانیوم دی اکسید بررسی شده است. هدف، یکپارچه‌سازی سه زیرسیستم با هدف بهبود انتقال حرارت از طریق نانوسیال در جریان سیال واسط می‌باشد. نتایج تحلیل‌های پارامتریک نشان داد که افزایش کسر حجمی نانوذرات و دمای منبع زمین‌گرمایی، منجر به افزایش نرخ انتقال حرارت در مبدل‌ها، ضریب انتقال حرارت جابجایی و توان خالص تولیدی می‌گردد؛ که در این میان، نانوذرات آلومینیوم اکسید عملکرد بهتری نسبت به تیتانیوم دی اکسید داشتند. علاوه بر این، با استفاده از نانوذرات، میزان انرژی قابل استحصال از منبع زمین‌گرمایی افزایش یافت که به‌طور مشخص، انتقال حرارت در ژنراتور فشار بالا ۲۴/۳ کیلووات و در اواپراتور ۱/۴ کیلووات افزایش نشان داد که بیانگر تقویت اثر تبرید است. در نهایت، با کسر حجمی 05/0 از نانوذرات آلومینیوم اکسید، سیستم موفق به تولید 06/34 کیلووات توان خالص، 8/113 کیلووات سرمایش و 2042/0 کیلوگرم بر ثانیه آب شیرین شد که منجر به بهره‌وری انرژی 375/1 و بازده اگزرژی 41/47 درصد گردید. این مطالعه پتانسیل بالای ترکیب انرژی‌های تجدیدپذیر و فناوری نانو را تأیید می‌کند.

کلیدواژه‌ها