Tadqiqotda Naphthalene, CNG, LNG va Kerosene yoqilg‘ilari, 50, 55 va 60 havo/yoqilg‘i nisbatlari, turli kompressor bosim nisbatlari, turbinaga kirishning 1400–1600 K haroratlari hamda yonish kamerasidagi issiq gazning bir qismi bevosita HRSGga yo‘naltiriladigan fraction bypass yondashuvi MATLAB yordamida modellashtirilgan. Manbaning asosiy natijasiga ko‘ra, bypassni qo‘llash ko‘plab ish nuqtalarida umumiy sof ish va energiya/eksergiya samaradorliklarini bypasssiz holatga nisbatan oshiradi. AFR=50 tahlilida LNG cheklangan, biroq kuchli optimal ish sohalarida eng yuqori natijalarni beradi; masalan, TIT=1400 K va bypass yondashuvida manba 441,5852 kJ/kg optimal sof ish va %45,5888 optimal energiya samaradorligini qayd etadi. Geotermal tahlillarda bosim, atrof-muhit harorati, manba harorati, quduq diametri, oqim sarfi va o‘tkazuvchanlik optimal massa oqimi, entropiya hosil bo‘lishi va eksergiyani qayta tiklashga sezilarli ta’sir ko‘rsatishi ko‘rinadi. Eng muhim talqin cheklovi shuki, bu natijalarning barchasi MATLAB asosidagi nazariy/sonli modellarga tayanadi va yuklangan versiya taqrizdan o‘tmagan.

MATLAB nuqtayi nazaridan tadqiqot juda ta’limiydir, chunki u bitta tenglamani yechishdan ancha kengroq yondashuvdan foydalanadi: yoqilg‘i tanlanadi, havo/yoqilg‘i nisbati o‘zgartiriladi, bosim nisbati skanerlanadi, bypass ulushi o‘zgartiriladi, termodinamik holatlar hisoblanadi, energiya va eksergiya mezonlari ajratib olinadi, optimal ish nuqtalari topiladi hamda natijalar ko‘plab chiziqli, ustunli va uch o‘lchamli sirt grafiklari bilan taqqoslanadi.

Energiya tahlili bilan eksergiya tahlilining farqi nimada?

Energiya tahlili asosan tizimga kiradigan va undan chiqadigan energiya miqdorini kuzatadi. Termodinamikaning birinchi qonuniga ko‘ra energiya yo‘qolmaydi; faqat shaklini o‘zgartiradi.

Eksergiya tahlili esa boshqa savolga javob beradi:

“Bu energiyaning qancha qismi atrof-muhit sharoitlariga ko‘ra haqiqatan foydali ishga aylantirilishi mumkin va bu potensialning qancha qismi qaytmasliklar sabab yo‘qotiladi?”

Shu sababli eksergiya tahlili, ayniqsa:

• yonish,
• siqish,
• kengayish,
• issiqlik almashinuvi,
• kondensatsiya,
• nasoslash

kabi jarayonlarda termodinamik sifat qayerda buzilishini ko‘rsatishi mumkin.

Manba tadqiqotining umumiy eksergiya balansi:

\[ Ex_Q+\sum_i \dot m_i e_i ======================== \sum_e \dot m_e e_e+Ex_W+Ex_D \]

quyidagi shakldadir.

Burada \(Ex_D\) sistemdeki eksergiya yıkımını ifodalaydi.

\[ Ex_D=T_0S_{gen} \]

bu bog‘lanish eksergiya yemirilishi bilan entropiya hosil bo‘lishi o‘rtasidagi asosiy aloqani o‘rnatadi. Entropiya hosil bo‘lishi ortgani sari foydalanish mumkin bo‘lgan energiya salohiyatining kattaroq qismi yo‘qoladi.

Eksergiya samaradorligi qanday ta’riflangan?

Manba eksergetik yoki ratsional samaradorlikni quyidagicha ta’riflaydi:

\[ \eta_{ex}=\frac{Ex_P}{Ex_F} \]

shaklida belgilaydi.

\(Ex_P\) kerakli mahsulotning eksergiyasini, \(Ex_F\) esa ushbu mahsulotni hosil qilish uchun ishlatiladigan yoqilg‘i/manba eksergiyasini ifodalaydi.

Bundan tashqari, eksergiya yemirilishi nisbati:

\[ y_D=\frac{Ex_D}{Ex_f} \]

bilan aniqlanadi. Bu değer turli santral bileşenlerinin toplam kayıp içindeki göreli önemini karşılaştırmak uchun qo‘llanadi.

Kombinatsiyalangan siklli elektr stansiyasi qanday ishlaydi?

Çalışmadaki temel CCPP ikki asosiy çevrimin birleşimidir:

1. Gaz türbini çevrimi
2. Buhar türbini çevrimi

Gaz türbini bölümünde hava kompresörde sıkıştırılır, yonish odasında yakıtla karıştırılıp yuqori sıcaklığa çıkarılır va gaz türbininde genleşerek mekanik ish üretir.

Normal bir açık gaz türbininde hâlâ yuqori sıcaklığa sahip egzoz gazı atmosfere atılabilir. Birleşik çevrimin temel avantajı bu harorati ikkinchi kez kullanmasıdır.

Gaz türbini egzozu Heat Recovery Steam Generator — HRSG içine yuboriladi. HRSG, sıcak egzoz gazındaki enerjiyi suya aktararak buhar üretir. Buhar ikkinchi bir turbinada genleşerek ek güç üretir.

Böylece aynı yoqilg‘i girişinin termik potansiyelinden ikki aşamada yararlanılmaya çalışılır.

Tadqiqotdagi modifikatsiyalangan bypass tizimi nima?

Makalenin özgün ish noktalarından biri, yonish odasından çıkan sıcak gazın tamamının gaz türbininden geçirilmesi yerine belirli bir kısmının HRSG'ye yönlendirilmesidir.

Manbada bypass ulushi:

\[ z_a=0:0.1:0.5 \]

va gaz türbinine devam eden kesir:

\[ z=1-z_a \]

sifatida aniqlanadi.

Örneğin kavramsal sifatida \(z_a=0.2\) seçilirse yonish odasından çıkan akışın modeldeki belirli bir bölümü HRSG tarafına, kalan \(z=0.8\) kısmı gaz turbina tarafına atanır.

Yazarın temel amacı HRSG uchun shuningdek yoqilg‘i yakmadan, yonish odasında zaten mevcut bo‘lgan yuqori sıcaklıklı gazın bir bölümünü kullanarak istenen buhar koşullarını oluşturabilmektir.

Bu yondashuv nima uchun optimallashtirish muammosini hosil qiladi?

Sıcak gazın yanada katta kısmını HRSG'ye göndermek buhar çevrimine fayda sağlayabilir; fakat aynı gaz artık gaz türbininde genleşerek ish üretmez. Bu nedenle bypass değeri sınırsız tarzda artırılamaz.

MATLAB modelinin yaptığı şey, turli:

• yoqilg‘ilarni,
• havo/yoqilg‘i oranlarını,
• bosim oranlarını,
• bypass kesirlerini,
• turbina kirish sıcaklıklarını

tarayarak gaz çevrimi bilan buhar çevrimi arasındaki dengeyi incelemektir.

Manbaning asosiy CCPP kirish parametrlari

To‘rtta yoqilg‘ining LHV qiymatlari

LNG, bu to‘rt kirish değeri orasida en yuqori alt ısıl değere sahiptir. Ancak model sonucu faqat LHV tarafından belirlenmemektedir; bosim nisbati, TIT, AFR, bypass ulushi va HRSG koşulları da son performansı etkiler.

Kompressor eksergiyasi yemirilishi qanday hisoblangan?

\[ Ex_{D,AC}=Ex_1-Ex_2+W_{AC} \]

va alternatif entropi ifadesiyle:

\[ Ex_{D,AC} ========= m_aT_0 \left[ C_{pa}\ln\left(\frac{T_2}{T_1}\right) ------------------------------------- R\ln\left(\frac{P_2}{P_1}\right) \right]. \]

Bu denklem harorat va bosim değişiminin kompresörde meydana getirdiği tersinmezliği hesaplamaya bağlar.

Nima uchun MATLAB haroratga bog‘liq solishtirma issiqlikdan foydalanadi?

Manbada havanın özgül ısısı sabit kabul edilmemiş va sıcaklığın polinom fonksiyonu shaklida hisoblangan:

\[ C_{pa} ====== 1.048 -\frac{3.38T}{10^4} +\frac{9.45T^2}{10^7} -\frac{5.49T^3}{10^{10}} +\frac{7.92T^4}{10^{14}}. \]

Bu tür denklem MATLAB nuqtayi nazaridan son derece uygundur. Her bosim nisbati uchun yeni harorat hesaplandığında aynı harorat foydalanib yeni \(C_{pa}\) otomatik hesaplanabilir.

Yoqilg‘ining kimyoviy eksergiyasi

\[ ex_f=\xi LHV \]

va hidrokarbon bileşimi \(C_xH_y\) uchun:

\[ \xi === 1.033+ 0.0169\frac{y}{x} ----------------- \frac{0.0698}{x}. \]

Ardından yonish kamerasi eksergiya bilançosu:

\[ Ex_{D,CC}=Ex_2-Ex_3+Ex_f \]

bilan ifade edilmiştir.

Gaz turbinasida eksergiya yemirilishi

\[ Ex_{D,GT}=Ex_3-Ex_4-W_{GT}. \]

Manba shuningdek bunu entropi değişimine dayalı:

\[ Ex_{D,GT} ========= m_gT_0 \left[ C_{pg}\ln\left(\frac{T_4}{T_3}\right) ------------------------------------- R\ln\left(\frac{P_4}{P_3}\right) \right] \]

shaklida vermektedir.

HRSGning termodinamik roli

HRSG, gaz türbininden gelen sıcak egzoz yoki modifiye sistemde bypass edilen sıcak gazdan su/buhar tarafına energiya aktarır.

Manba energiya dengesini:

\[ m_gC_{pg}(T_4-T_{e,stack}) ========================== m_s(h_{e,st}-h_{i,st}) \]

shaklida ifodalaydi.

Bu denklem bize bevosita muhim bir ilişki gösterir: egzoz gazının HRSG'de kaybettiği energiya, buhar tarafındaki entalpi artışıyla bağlantılıdır.

Nima uchun stack harorati muhim?

Manba, baca sıcaklığının keyfi tarzda düşürülemeyeceğini vurgulamaktadır. Çok past harorat kondensatsiya sorunlarına; sülfür içeren yakıtlarda esa sülfürik asit çiğ noktasıyla ilişkili korozyon risklerine bağlanmaktadır. Üst sınır esa HRSG bosim seviyeleri, pinch-point temperature difference va besleme suyu harorati kabi tasarım parametreleriyle ilişkilendirilmektedir.

MATLAB modelini validatsiya qilish

Yazar, kendi MATLAB sonuçlarını ikki yanada avval yayımlanmış ish bilan karşılaştırmaktadır.

Almajali va ish arkadaşlarının sonuçlarıyla gaz turbina egzoz harorati karşılaştırılmış; 1100 K, 1400 K va 1700 K turbina kirish sıcaklıklarında bosim nisbati yükseldikçe egzoz sıcaklığının azalması yönündeki eğilimin benzer ekanligi ko‘rsatilgan.

Ashutosh va ish arkadaşlarıyla yapılan doğrulamada esa:

• spesifik eksergiya yemirilishi,
• eksergiya samaradorligi,
• spesifik ish

bosim nisbati 12–21 aralığında karşılaştırılmış va manba natija farklarını taxminan %5 sınırı ichida sifatida tanımlamıştır.

Bu validatsiya muhimdir; biroq bağımsız deneysel santral ölçümü emas. MATLAB modelinin başka hisoblash çalışmalarındaki trend va değerlerle karşılaştırılmasıdır.

Atrof-muhit harorati kompressorga qanday ta’sir qiladi?

Manba 288 K va 306 K ortam sıcaklıklarında kompressor spesifik işi bilan eksergiya yemirilishi arasındaki ilişkiyi alohida grafiklerde incelemektedir.

Grafiklerin genel mesajı, siqish işi arttıkça eksergiya yıkımının arttığı va yanada yuqori ortam sıcaklığında performans eğrisinin farklılaştığıdır. Çalışmanın natija bölümünde ayniqsa yaz koşullarındaki yuqori ortam sıcaklığının HRSG jumladan sistemde tersinmezlik üretimini artırabildiği qayd etiladi.

AFR=50 uchun to‘rtta yoqilg‘ining optimal eksergiya natijasi

Manba Figure 7'de AFR=50 va ilgili bypass analizi uchun to‘rt yoqilg‘ining optimal CCPP eksergiya samaradorliklarini bevosita vermektedir.

LNG nima uchun tadqiqotda ajralib turadi?

Yazarın natija bölümündeki asosiy değerlendirmelerden biri LNG'nin turli AFR kombinasyonlarında Naphthalene, Kerosene va CNG'ye kıyasla birçok optimal ish noktasında yanada yuqori sof ish va samaradorlik üretmesidir.

Ancak bu natija:

• kaynakta kullanılan LHV'lere,
• belirlenen bosim oranlarına,
• TIT aralığına,
• bypass varsayımına,
• kullanılan termodinamik denklemlere

bağlıdır. Yakıtların barcha haqiqiy santrallerde genel va mutlak sıralaması sifatida yorumlanmamalıdır.

AFR=50, TIT=1400 K: bypass sof ishni qanday o‘zgartiradi?

TIT=1400 K va AFR=50 uchun bypass uygulanmayan manba ish noktaları:

• Naphthalene: 329,11298 kJ/kg, PR=20
• CNG: 343,8811 kJ/kg, PR=16
• LNG: 345,1125 kJ/kg, PR=12
• Kerosene: 324,3359 kJ/kg, PR=22

sifatida raporlanmaktadır.

Bypass kullanılan taramada esa:

• Naphthalene: 337,4907 kJ/kg, PR=18
• CNG: 420,7878 kJ/kg, PR=16
• LNG: 441,5852 kJ/kg, PR=12
• Kerosene: 326,4231 kJ/kg, PR=18

değerleri beriladi.

TIT=1400 K dagi optimal energiya samaradorligi

TIT=1400 K dagi optimal eksergiya samaradorligi

Bu jadval energiya samaradorligi bilan eksergiya veriminin aynı nicelik olmadığını çok açık gösterir. Manbada energiya tabanlı değerler genel sifatida eksergiya tabanlı değerlerden yanada yüksektir.

TIT=1600 K nimani o‘zgartiradi?

Çalışmanın bosim nisbati taraması 1600 K'ye çıkarıldığında yuqori bosim oranlarına gacha genişlemektedir.

Bypass olmayan durumda manba şu optimal Worknet değerlerini vermektedir:

Bypass taramasında esa manba:

vermektedir.

LNG uchun 462,9235 kJ/kg değeri bu maxsus karşılaştırmada to‘rtta yoqilg‘i arasındaki en katta raporlanan optimal Worknet'tir.

TIT=1600 K energiya samaradorligi

Manba bypasssiz durumda CNG uchun %41,0124, LNG uchun %41,6106 va Kerosene uchun %39,940 değerlerini PR=30'da hisobot beradi. Naphthalene değeri manba metinde “40.2229.1803” shaklida bozuk yazıldığı uchun burada düzeltilmiş kesin değer sifatida verilmemektedir.

Bypass taramasında:

• Naphthalene: %39,1446,
• CNG: %45,7573,
• LNG: %47,79,
• Kerosene: %38,715

değerleri raporlanmaktadır.

Bu karşılaştırmada en yuqori energiya samaradorligi yine LNG uchun %47,79'dur.

TIT=1600 K eksergiya samaradorligi

Bypass olmayan koşulda:

• Naphthalene: %37,9461,
• CNG: %38,6910,
• LNG: %39,6910,
• Kerosene: %37,6795

değerleri PR=30 uchun raporlanmıştır.

Bypass analizinde manba metni Naphthalene uchun %36,9346, CNG uchun taxminan %38,0977, LNG uchun %45,0865 va Kerosene uchun %36,5239 değerlerini vermektedir. Ancak bu bölümde bazı optimal bosim oranlarıyla devamındaki özet cümlesi tam uyuşmadığından bosim noktaları manba tutarsızlığı korunarak yorumlanmalıdır.

AFR=55 va AFR=60 nima uchun alohida hisoblangan?

Hava/yoqilg‘i nisbati, yonish odasındaki hava miktarını va demak sikl sıcaklıklarını, gaz debisini va HRSG'ye ulaşabilecek termik kapasiteyi ta’sir qiluvchi temel kirish parametrelerinden biridir.

Manba shu sababli faqat AFR=50 bilan yetinmemiş, barcha yoqilg‘ilarni AFR=55 va 60 uchun de taramıştır.

AFR=55 sonuçlarında:

• CNG'nin bypassli toplam net işi yuqori bosim oranlarında artmaktadır.
• Naphthalene uchun buhar çevrimi katkısı ayniqsa yanada past bosim oranlarında yaqqol kalmaktadır.
• Kerosene'de belirli bosim oranlarından so‘ng manba tablolarında buhar çevrimi katkısı sıfıra inmektedir.
• LNG uchun bosim nisbati 18'e gacha ish natijalarini verilmiştir va bypassli yapı birçok noktada toplam sonucu oshiradi.

AFR=60 sonuçlarında esa manba, birçok yakıtta artan bosim oranıyla gaz çevrimi katkısının yükseldiğini; fakat buhar çevrimi katkısının bazı yoqilg‘i va bosim kombinasyonlarında sıfıra düştüğünü ko‘rsatadi.

Bu davranış, kaynakta kullanılan buhar oluşturma koşulunun:

\[ T_x>813,K \]

va ilgili ek harorat sınırlamalarının karşılanıp karşılanmamasına bağlıdır.

MATLAB nuqtayi nazaridan “nol chiqadigan Worknet2” nimani anglatadi?

Bu jadval davranışı bir MATLAB hatası sifatida sunulmamalıdır. Kaynaktaki modelde buhar üretimi belirli koşullu ifadeye bağlanmıştır. Şart gerçekleşmediğinde buhar çevrimi katkısı hesap ichida etkin olmayabilir va natija tablosunda sıfır görülebilir.

Bu, MATLAB'daki koşullu hisoblash mantığının mühendislik modellerindeki tipik kullanımına örnektir:

Fiziksel koşul sağlanıyorsa buhar çevrimini hesapla; sağlanmıyorsa bu katkıyı etkinleştirme.

Ancak yüklenen manba MATLAB kod listesini göstermediği uchun bunun haqiqiy if bloğu biçimindeki kodu burada uydurulmamıştır.

Tadqiqotning ikkinchi katta bo‘limi: geotermal tizim

Araştırmanın ikkinchi yarısında problem tamamen turli bir ölçekte ele alınmaktadır. Soğuk su bir enjeksiyon kuyusundan gözenekli sıcak rezervuara gönderilmekte, yeraltında ısınan su başka bir kuyudan ishlab chiqariladi.

Manba temel rezervuar geometrisini:

shaklida tanımlamaktadır.

Geotermal suvdan olinadigan issiqlik

\[ q=Q\rho_wC_{pw}(T_h-T_c). \]

Bu denklem oldukça öğreticidir. Jeotermal kaynaktan çekilen issiqlik gücü uch asosiy faktörle büyür:

• su debisi \(Q\),
• suyun özgül ısısı \(C_{pw}\),
• sıcak va soğuk su arasındaki harorat farqi \(T_h-T_c\).

Nasos quvvati nima uchun eksergiya hisobiga kiritiladi?

Suyun yeraltı rezervuarından geçirilmesi ücretsiz emas. Akışkanın quduq va gözenekli ortam içindeki bosim kayıplarını yenebilmesi uchun nasos işi kerak.

Manbaning toplam bosim kaybı yondashuvi:

\[ \Delta p=2\Delta p_{well}+\Delta p_{pm} \]

quyidagi shakldadir.

Gözenekli ortam bosim düşüşü Darcy yaklaşımıyla:

\[ \Delta p_{pm}=\frac{u\mu_wr}{k} \]

shaklida beriladi.

Burada \(k\) permeabilitedir. Permeabilite düşükse suyun gözenekli kayaç içinden geçmesi yanada zor va nasoslash gereksinimi yanada yuqori bo‘lishi mumkin.

Karnot omili va geotermal eksergiya

\[ \eta_C=1-\frac{T_C}{T_h} \]

va geotermal ısının maksimum ishga aylantirilishi mumkin bölümü:

\[ Ex_w=\eta_C q \]

sifatida modellashtiriladi.

Buradaki fikir şudur: 1 MW termik energiya bilan 1 MW eksergiya aynı şey emas. Manbaning harorati çevre sıcaklığına yaklaştıkça bu termik enerjiden mekanik ish elde etme potansiyeli kamayadi.

Recovery factor

Manba recovery factor'ı:

\[ R=\frac{Ex_w-Ex_p}{Ex_w} \]

shaklida belgilaydi.

Burada nasoslash eksergiya gereksinimi, nazariy geotermal ekserjiden çıkarılmaktadır. Böylece faqat yeraltından nima gacha issiqlik çıkarıldığı emas, bu ısıyı çıkarmak uchun nima gacha mekanik/elektriksel manba harcandığı da hesaba katılmaktadır.

CO₂ emissiyasi yondashuvi

Manba metan uchun:

\[ e_{methane} =========== # \frac{M_{CO_2}}{Ex_{CH_4}} # \frac{0.44}{800} 0.055\times10^{-3} \]

ifadesini vermektedir.

Jeotermal energiya başına CO₂ ilişkisi esa:

\[ C_{geothermal} ============== \frac{Ex_pe_{methane}}{Ex_w} \]

sifatida aniqlanadi.

Ancak tadqiqotda barcha koşullar uchun tek bir nihai CO₂ emissiya değeri raporlanmadığından Verianla tarafından yeni bir emissiya sayısı hesaplanıp manba sonucu kabi sunulmamıştır.

Gibrid quyosh-geotermal tizim

Çalışmanın Figure 11 şeması üretim kuyusu, evaporatör, preheater, recuperator, hava soğutmalı kondenser, turbina va güneş kollektörlerinden iborat bo‘lgan gibrid bir düzen ko‘rsatadi.

Güneş sistemi süperısıtma tarafında ek issiqlik ta’minlaydi; geotermal sikl esa rezervuardan alınan enerjiyi temel issiqlik kaynağı sifatida kullanır.

Nima uchun Reynolds soni shuncha ko‘p grafikda ishlatilgan?

Reynolds soni akış rejimi va taşınım davranışıyla ilişkili boyutsuz bir parametredir. Manba, Reynolds sayısını:

• optimal boyutsuz massa oqimi,
• minimum entropi üretim sayısı,
• optimal dış çap,
• optimal geometri \(L/r_h\)

bilan birlikte MATLAB grafiklerinde incelemektedir.

Bosimni skanerlash

Manba 8000–12000 kPa bosim aralığını incelemektedir. Grafiklerde:

• alan \(A=0,01\), 0,0125 va 0,015 m²,
• massa oqimi parametresi \(G=5200\), 7200 va 9200 kg/(s·m²)

kabi turli girişler qo‘llanadi.

Yazarın özet yorumuna ko‘ra bosim artışı, birçok koşulda optimal kütle akısını va minimum entropi üretim sayısını düşürmektedir. Diğer geometri kombinasyonlarında davranış yanada karmaşıktır.

Kesim maydoni oshganda nima bo‘ladi?

Manba Figure 12 yorumunda alanın 0,01 m²'den 0,015 m²'ye yükselmesiyle belirli optimal massa oqimi koşullarında minimum entropi üretim sayısının azaldığını qayd etadi.

Bu, aynı sarf/akış yapısının turli kesit geometrilerinde turli tersinmezlik oluşturabileceğini gösteren bir tasarım optimizasyonudur.

Optimum geometri \(L/r_h\)

Manba faqat çap yoki uzunluk seçmemekte, geometrik nisbati:

\[ \frac{L}{r_h} \]

sifatida da incelemektedir.

Figure 13'te bu optimal geometri minimum entropiya hosil bo‘lishi va Reynolds sayısıyla karşılaştırılmıştır.

Atrof-muhit harorati nima uchun geotermal tizimda ham muhim?

Manba ortam sıcaklığını taxminan 10–40 °C aralığında taramaktadır. Temperature gradient uchun:

• 2,4 °C/100 m,
• 3,6 °C/100 m,
• 4,8 °C/100 m

değerleri karşılaştırılmaktadır.

Model sonuçlarına ko‘ra atrof-muhit harorati oshganda bazı koşullarda:

• optimal massa oqimi azalmakta,
• optimal dış çap değişmekte/azalmakta,
• minimum entropiya hosil bo‘lishi artmaktadır.

Bu eğilim barcha grafiklerde tek biçimli emas va manba natija cümlelerinde de bazı karşıt ifadeler mavjud; shu sababli her parametre kombinasyonunun aynı yönlü natija vereceği genellemesi yapılmamalıdır.

Quvur/issiqlik almashtirgich uzunligining ta’siri

Manba \(L=80–120\) m aralığını incelemektedir.

Yazarın natija özetine ko‘ra uzunluk arttıkça:

• optimal kütle akışı artmakta,
• optimal dış çap artmakta,
• minimum entropiya hosil bo‘lishi azalmaktadır.

Bu natija, incelenen model parametreleri ostida elde edilmiştir.

Geotermal manba haroratining ta’siri

Grafiklerde geotermal manba harorati açıkça:

• 110 °C,
• 135 °C,
• 160 °C

sifatida karşılaştırılmaktadır.

Manba harorati yükseldikçe sof ish va kullanılabilir eksergiya potansiyeli genel sifatida artmaktadır; fakat optimal kütle akışı va çap ilişkilerinde MATLAB grafiklarni çok değişkenli bir davranış ko‘rsatadi.

Energiya va eksergiya samaradorligining atrof-muhit harorati bilan o‘zgarishi

Figure 18'de \(T_{geo}=110\), 135 va 160 °C uchun rejeksiyon harorati bilan energiya va eksergiya samaradorligi ilişkileri gösterilmektedir.

Grafiklerde yanada yuqori geotermal manba harorati yanada yuqori samaradorlik bandı oluştururken, artan rejeksiyon/ortam koşulları verimleri aşağı çekmektedir.

Bu, termodinamik sifatida kullanılan sıcak manba bilan çevre orasida mevcut kullanılabilir harorat farkının önemini gösterir.

Sof ish, eksergiya kirishi, yemirilishi va chiqishi

Figure 19'da manba:

• sof ish,
• eksergiya girişi,
• eksergiya yemirilishi,
• eksergiya chiqishi

değerlerini manba harorati va ortam/rejeksiyon sıcaklığıyla birlikte incelemektedir.

Yazarın özetine ko‘ra geotermal manba harorati oshganda sof ish, eksergiya girişi va chiqishi yükselirken bazı model koşullarında eksergiya yemirilishi azalmaktadır. Artan atrof-muhit harorati esa genel sifatida net işi va kullanılabilir eksergiya büyüklüklerini düşürmektedir.

O‘tkazuvchanlik nima uchun geotermal rezervuarning asosiy parametrlaridan biri?

Permeabilite, akışkanın kayaç içinden geçebilme kolaylığını belirler. Manba grafiklerinde taxminan:

\[ 3\times10^{-14} \quad\text{bilan}\quad 10\times10^{-14}\ \mathrm{m^2} \]

aralığı incelenmektedir.

Düşük permeabilitede nazariy va “zero emission” recovery factor eğrilerinin negatif bölgeye geçebildiği, o‘tkazuvchanlik oshganda esa hızla yükselerek pozitif değerlere yaklaştığı yoki geçtiği raporlanmaktadır.

Pratik recovery factor eğrileri kaynakta yanada pozitif bölgede va yanada yavaş değişen yapıda gösterilmektedir.

Issiq suv haroratining ta’siri

Figure 22'de atrof-muhit harorati taxminan 20 °C tutulurken sıcak su harorati 65–95 °C orasida değiştirilmiştir.

Yazar, o‘tkazuvchanlik arttıkça recovery factor'ın arttığını va yuqori sıcak su koşullarının pratik recovery factor değerlerini taxminan %60–70 bandına taşıyabildiğini qayd etadi.

Atrof-muhit haroratining recovery factor ga ta’siri

Figure 23'te sıcak su 80 °C tutulmuş va atrof-muhit harorati 20–40 °C orasida değiştirilmiştir.

Düşük permeabilitede nazariy va zero-emission durumları yanada olumsuz görünürken, artan permeabiliteyle değerler yükselmektedir. Manba pratik recovery factor uchun taxminan %50–60 aralığından söz etmektedir.

Quduq diametri 0,10–0,50 m

Figure 24 quduq çapını 0,10 m'den 0,50 m'ye değiştirmektedir. Manba bu değişimin recovery factor ustida olumlu etkiler oluşturduğunu va turli nazariy/pratik/zero-emission eğrilerinin yanada yaqin bir bant oluşturduğunu qayd etadi.

Sarf 0,0278–0,2778 m³/s

Son parametrik çalışmalardan birinde su debisi taxminan:

\[ Q=0.0278\text{–}0.2778\ \mathrm{m^3/s} \]

orasida değiştirilmiştir.

Manba metninde nazariy ekserjiyle ilişkilendirilen büyüklüğün 301,9'dan 3018,9'a, pratik ekserjiyle ilişkilendirilen büyüklüğün esa 1195'ten 11955'e çıktığı ifade amalga oshirilmoqda.

Ancak bu değerler aynı paragrafta “recovery factors” sifatida adlandırılmış olsa da normalize recovery factor tanımıyla ölçek sifatida uyuşmadığından Verianla bu rakamları bevosita recovery factor sifatida etiketlememektedir.

Turkiya nuqtayi nazaridan nimani anglatadi?

Çalışma Türkiye'deki belirli bir kombinatsiyalangan sikl santrali yoki geotermal rezervuar ustida gerçekleştirilmemiştir. Dolayısıyla sonuçlardan Türkiye'deki herhangi bir sahaya bevosita samaradorlik, quduq debisi yoki ekonomik fizibilite değeri aktarılamaz.

Bununla birlikte metodolojik açıdan MATLAB yondashuvi; geotermal kaynakların, doğal gazla çalışan kombinatsiyalangan sikl santrallerinin yoki gibrid energiya sistemlerinin tasarım öncesi parametrik değerlendirmesinde kullanılabilecek bir hisoblash mantığı ko‘rsatadi.

Türkiye'deki haqiqiy bir uygulama uchun en azından yerel:

• rezervuar harorati,
• o‘tkazuvchanlik,
• quduq derinliği va çapı,
• akışkan kimyası,
• nasos verimleri,
• ortam harorat dağılımı,
• yoqilg‘i bileşimi,
• haqiqiy turbina/HRSG performans haritaları

modele shuningdek girilmelidir.

MATLABni o‘rganayotgan kishi bu tadqiqotdan nimani o‘rganishi mumkin?

Bu manba bevosita MATLAB eğitim kitabı emas va tam manba kodu yayımlamamaktadır. Buna rağmen simülasyon yapısı MATLAB öğrenen biri uchun son derece öğreticidir.

Birinci ders: parametre taraması. Tek bir bosim nisbati yerine 4, 6, 8, 10... kabi diziler ustida aynı denklemler tekrar hesaplanabilir.

İkinci ders: çoklu senaryo analizi. Aynı hesap Naphthalene, CNG, LNG va Kerosene uchun alohida alohida çalıştırılabilir.

Üçüncü ders: koşullu hesap. Buhar üretimi uchun harorat koşulu sağlanıyorsa steam-cycle hisobi devreye girer.

Dördüncü ders: optimizasyon. Her taramanın sonunda en yuqori Worknet yoki samaradorlik değerinin qaysi bosim oranında gerçekleştiği bulunabilir.

Beşinci ders: validatsiya. Yeni model natijalarini önceki yayımlanmış sonuçlarla aynı grafikte karşılaştırılabilir.

Altıncı ders: çok değişkenli görselleştirme. Manba 2B çizgilerin yanında o‘tkazuvchanlik, sarf va quduq diametri ilişkileri uchun 3B MATLAB yüzey grafiklarni de kullanmaktadır.

Yedinci ders: fizik bilan kodu ayırmamak. MATLAB faqat sayıları üretmektedir; qaysi denklemin kullanılacağı, qaysi parametrenin fiziksel sifatida anlamlı ekanligi va sonucun geçerli olup emasligi termodinamik modele bağlıdır.

Tadqiqot usuli va natijalari

Tadqiqot dizayni

Çalışma tamamen hesaplamalı/simülasyon temellidir. Fiziksel bir santral ustida yeni deneysel test yoki yeni geotermal saha ölçümü gerçekleştirilmemiştir.

İki asosiy model grubu ishlatilgan:

1. Farklı yoqilg‘ilar uchun kombinatsiyalangan sikl energiya-eksergiya modeli.
2. Jeotermal/hibrid sistemler uchun eksergiya, entropiya hosil bo‘lishi va recovery-factor modeli.

CCPP o‘zgaruvchilari

• Yakıt: Naphthalene, CNG, LNG, Kerosene
• AFR: 50, 55, 60
• Basınç nisbati: temel analizlerde taxminan 4–20; bazı TIT optimizasyonlarında 30'a gacha
• TIT: 1400–1600 K
• Bypass: \(z_a=0–0,5\)
• Ortam harorati: temel kirish 288 K; karşılaştırmalarda 306 K jumladan

AFR=50 uchun jadval ma’lumotlaridan bevosita olingan uchta misol

Naphthalene, bypassli

Bu jadval optimumun nima uchun faqat “en yuqori bosim nisbati” anlamına gelmediğini gösterir. 18'den 20'ye çıkıldığında toplam Worknet çok hafif gerilemektedir.

CNG, AFR=50, bypassli

LNG, AFR=50, bypassli

Burada dikkat edilmesi gereken bir manba özelliği vardır: Table 6'daki PR=8 uchun Worknet3 değeri 463,7222 iken Figure 8(a) metni “optimal Work output” sifatida LNG uchun 441,5852 va PR=12 değerini vermektedir. Bu, kaynağın kendi jadval va optimal özet anlatımı orasida görülen bir başka iç tutarsızlıktır. Verianla ikki değeri birbirine dönüştürmemekte yoki birini gizlememektedir.

Bu jadval–rasm farqi nima uchun muhim?

İnsanların MATLAB öğrenmesi nuqtayi nazaridan tam da bu noktalar değerlidir. Bir MATLAB çıktısı oluşturulduğunda faqat grafiğe bakmak yeterli emas. Optimum değer:

• ham natija dizisinden,
• tablodan,
• grafikten,
• metin ichida raporlanan sonuçtan

birbirinden bağımsız sifatida kontrol edilmelidir.

Örneğin bir dizi uchun MATLAB'da maksimum değer seçilmişse, maksimumun indeksinin doğru bosim oranıyla eşleştiği shuningdek kontrol edilmelidir. Manba kod paylaşılmadığı uchun bu maxsus tutarsızlığın nedeni belirlenememektedir.

Validatsiya natijalari

Manbaning validatsiya grafiklerinde:

• bosim nisbati arttıkça gaz turbina egzoz harorati düşmektedir;
• spesifik eksergiya yemirilishi bosim oranıyla yükselmektedir;
• kompressor spesifik işi bosim oranıyla yükselmektedir;
• mevcut MATLAB natijalarini karşılaştırılan yayımlanmış hesap sonuçlarına yaqin seyretmektedir.

Yazar bu farkları spesifik ish va eksergiya ölçütlerinde taxminan %5'in ostida/çevresinde kabul edilebilir sifatida değerlendirmektedir.

Manbaning kombinatsiyalangan sikl bo‘yicha asosiy natijalari

1. LNG, incelenen parametre setlerinde optimal ish va samaradorlik nuqtayi nazaridan birçok noktada öne çıkmıştır.
2. Ekserji samaradorligi energiya veriminden yanada past raporlanmıştır.
3. Yanma odasından HRSG'ye issiq gaz bypass edilmesi birçok ish noktasında toplam sonucu artırmıştır.
4. TIT artışı genel sifatida energiya va eksergiya performansını yükseltmiştir.
5. CNG va LNG yanada yuqori TIT koşullarında yanada keng bosim nisbati bölgelerinde çalışabilir görünmektedir.
6. HRSG'deki tersinmezlik atrof-muhit harorati yükseldiğinde artabilmektedir.

Geotermal modelning asosiy natijalari

1. Basınç, optimal massa oqimi va minimum entropi üretimini değiştirmektedir.
2. Kesit/geometri parametreleri entropiya hosil bo‘lishi ustida muhim etkiye sahiptir.
3. Ortam harorati optimal sarf, çap, energiya samaradorligi va eksergiya verimini etkiler.
4. Jeotermal manba harorati yükseldiğinde sistemin foydalanish mumkin bo‘lgan energiya potansiyeli genel sifatida yükselmektedir.
5. Permeabilite recovery factor davranışında temel parametrelerden biridir.
6. Sıcak su harorati recovery factor sonuçlarını yaqqol tarzda değiştirmektedir.
7. Kuyu çapı değişimi model sonuçlarını olumlu yönde etkileyebilmektedir.
8. Su debisi oshganda nazariy/pratik eksergiya büyüklükleri kuchli tarzda yükselmektedir.

Tadqiqotning kuchli tomonlari

• Enerji va eksergiya analizini birlikte ele alması.
• Dört yakıtı va uch AFR düzeyini karşılaştırması.
• Basınç nisbati va TIT etkisini taraması.
• Bypass va bypasssiz çevrimi alohida göstermesi.
• MATLAB modelini önceki yayımlanmış sonuçlarla karşılaştırması.
• Jeotermal tarafında tek parametre yerine bosim, Reynolds soni, geometri, harorat, sarf va permeabiliteyi birlikte incelemesi.
• 2B va 3B MATLAB görselleştirmelerini keng tarzda kullanması.

Tadqiqotning muhim cheklovlari

• Yüklenen sürüm hakem değerlendirmesinden geçmemiş bir preprinttir.
• Analiz sonli/teoriktir; yeni saha yoki santral deney verisi yoktur.
• MATLAB manba kodu yüklenen metinde yayımlanmamıştır.
• Bazı denklemlerin basılı gösteriminde operatör/parantez belirsizlikleri mavjud.
• Toplam samaradorlik uchun kullanılan bazı formülasyonlar kaynakta alışılmış termodinamik tanımlarla aynı tarzda sunulmamaktadır.
• Tablo va rasm optimal değerleri orasida bazı iç tutarsızlıklar vardır.
• Bazı harorat va sayı ifadelerinde yazım/format bozuklukları vardır.
• Yakıt karşılaştırmaları ekonomik maliyet, haqiqiy emissiya kimyası, turbina malzemesi ömrü va tam tesis kontrol dinamiğini kapsamamaktadır.
• Jeotermal rezervuar haqiqiy bir saha kalibrasyonuyla doğrulanmamıştır.
• Recovery factor bölümünde bazı kavram/eksen adlandırmaları birbiriyle tam uyumlu emas.

MATLAB nuqtayi nazaridan eng muhim ilmiy saboq

Bu makalenin Verianla nuqtayi nazaridan belki de en öğretici yönü, MATLAB'da grafik üretmenin tek başına ilmiy validatsiya olmadığıdır.

Bir mühendislik simülasyonunda doğru ish zinciri:

1. Fiziksel sistemi tanımlamak,
2. denklemleri birim nuqtayi nazaridan kontrol etmek,
3. kirish parametrelerinin aralıklarını belirlemek,
4. MATLAB'da parametre taramasını gerçekleştirmek,
5. natija dizilerini saklamak,
6. optimal değerleri bevosita sonli diziden çıkarmak,
7. tablolarla grafiklerin aynı sonucu verdiğini doğrulamak,
8. başka çalışmalar yoki deneylerle validasyon yapmak,
9. son sifatida fiziksel yorumu yapmak

olmalıdır.

Bu manba, katta miktarda MATLAB simülasyon çıktısı üretirken aynı zamanda ilmiy yazılımda natija doğrulamanın nima uchun zorunlu ekanini da istemeden çok iyi gösteren bir örnektir: jadval, grafik va metin orasida uyuşmazlık varsa faqat çizginin güzel görünmesi yeterli emas.

Manba va usul haqida izoh

Tam özgün ish adı: Exergic investigation of combined cycle power plant using different fuels and geothermal energy systems for optimisation: MATLAB simulation analysis

Yazar: Rajesh Kumar.

Yazar sırası: Tek yazarlı ish.

Eş katkı/eş birinci yazar: Uygulanabilir emas.

Sorumlu yazar: Rajesh Kumar.

Kurum: Department of Mechanical Engineering, Delhi Technological University, New Delhi-110042, India.

Manba türü: MATLAB tabanlı termodinamik simülasyon va optimizasyon preprint'i.

Platform: SSRN.

SSRN kimliği: 6269403.

DOI: 10.2139/ssrn.6269403.

SSRN tarihi: 19 Şubat 2026.

Hakemlik durumu: Bu ish hakem değerlendirmesinden geçmemiş bir preprinttir; natijalarini bu yayın aşaması dikkate alınarak değerlendirilmelidir.

Daha sonraki hakemli yayın: Çalışmanın geliştirilmiş/yayımlanmış sürümü “Exergetic investigation of combined cycle power plant for optimal worknet and efficiency using different fuels and optimisation of geothermal energy systems: MATLAB simulation analysis” başlığıyla Thermal Advances, Cilt 7, Makale 100141, 2026'da yayımlanmıştır.

Hakemli sürüm DOI: 10.1016/j.thradv.2026.100141.

Bilimsel içerik sürümü: Bu Verianla makalesindeki denklemler, grafik yorumları, MATLAB simülasyon değerleri, CCPP tabloları va geotermal sonuçların tamamı kullanıcının yüklediği SSRN preprint sürümüne dayanmaktadır. Daha sonraki hakemli yayın faqat bibliyografik durumun doğrulanması amacıyla belirtilmiş; ondan ilmiy natija aktarılmamıştır.

Çıkar çatışması: Yüklenen kaynakta “There are no conflicts of interest” beyanı mavjud.

Finansman: Yüklenen preprintte açık bir finansman beyanı tespit edilmemiştir.

Veri/kod erişilebilirliği: Çalışma MATLAB kod simülasyonları kullandığını qayd etadi; biroq yüklenen sürümde kamuya açık tam MATLAB kod deposu yoki tam script listesi gösterilmemektedir.

Yazar katkıları: Yüklenen preprintte alohida CRediT katkı beyanı bulunmamaktadır.

Lisans/telif: Yüklenen preprintte görseller uchun açık yeniden kullanım lisansı doğrulanmamıştır. Bu nedenle Verianla makalesinde özgün manba grafiklerinin birebir kopyaları kullanılmamış; kesin manba sayıları görünür HTML tabloları va Verianla Live ma’lumot yapılarıyla sunulmuştur.

Manba içi tutarlılık notu: Makalede bazı denklem gösterimleri, optimal bosim nisbati cümleleri, TIT=1600 K Naphthalene energiya samaradorligi yazımı va bazı jadval/rasm optimal değerleri orasida iç uyuşmazlıklar mavjud. Bunlar sessizce düzeltilmemiştir.

Temel yöntemsel sınır: Çalışma bir simülasyon/modelleme araştırmasıdır. Gerçek santral işletme performansı, haqiqiy geotermal saha üretimi, ekonomik fizibilite, uzun dönem malzeme dayanımı yoki haqiqiy saha emisyonlarının bevosita kanıtı sifatida yorumlanmamalıdır.