Organic Rankine cycle
তাপীয় প্রকৌশলের ক্ষেত্রে জৈব র্যাঙ্কাইন চক্র (ও. আর. সি) হল এক ধরনের তাপগতিবিদ্যার চক্র। এটি একটি জৈব, উচ্চ-আণবিক-ভর তরল (জলের তুলনায়) ব্যবহারের জন্য নামকরণ করা র্যাঙ্কিন চক্রের একটি প্রকরণ, যার বাষ্পীভবনের তাপমাত্রা জলের চেয়ে কম। তরলটি জৈববস্তুপুঞ্জ জ্বলন, শিল্প বর্জ্য তাপ, ভূ-তাপীয় তাপ, সৌর পুকুর ইত্যাদির মতো নিম্ন-তাপমাত্রার উৎস থেকে তাপ পুনরুদ্ধারের অনুমতি দেয়। নিম্ন-তাপমাত্রার তাপকে দরকারী কাজে রূপান্তরিত করা হয়, যা নিজেই বিদ্যুতে রূপান্তরিত হতে পারে। 1950-এর দশকের শেষের দিকে লুসিয়েন ব্রনিকি এবং হ্যারি জভি তাবোর এই প্রযুক্তিটি তৈরি করেছিলেন। নাফথা ইঞ্জিনগুলি, নীতিগতভাবে ওআরসি-র অনুরূপ কিন্তু অন্যান্য প্রয়োগের জন্য উন্নত, 1890-এর দশকের গোড়ার দিকে ব্যবহৃত হয়েছিল। ওআরসি-র কার্যকরী নীতি জৈব র্যাঙ্কিন চক্রের কার্যকরী নীতি র্যাঙ্কিন চক্রের মতোইঃ কার্যকরী তরল একটি বয়লারে পাম্প করা হয় যেখানে এটি বাষ্পীভূত হয়, একটি সম্প্রসারণ যন্ত্রের (টারবাইন, স্ক্রু, স্ক্রোল বা অন্যান্য সম্প্রসারণকারী) মধ্য দিয়ে যায় এবং তারপরে একটি ঘনীভূত তাপ এক্সচেঞ্জারের মাধ্যমে যেখানে এটি অবশেষে পুনরায় ঘনীভূত হয়। ইঞ্জিনের তাত্ত্বিক মডেল দ্বারা বর্ণিত আদর্শ চক্রে, সম্প্রসারণ আইসেন্ট্রোপিক এবং বাষ্পীভবন ও ঘনীভবন প্রক্রিয়াগুলি আইসোবারিক। যে কোনও বাস্তব চক্রে, অপরিবর্তনীয়তার উপস্থিতি চক্রের দক্ষতা হ্রাস করে। এই অপরিবর্তনীয়তাগুলি প্রধানত ঘটেঃ সম্প্রসারণের সময়ঃ চাপের পার্থক্য থেকে পুনরুদ্ধারযোগ্য শক্তির একটি অংশই কার্যকর কাজে রূপান্তরিত হয়। অন্য অংশটি উত্তাপে রূপান্তরিত হয় এবং হারিয়ে যায়। সম্প্রসারণকারীর দক্ষতা একটি আইসেন্ট্রোপিক সম্প্রসারণের সাথে তুলনা করে সংজ্ঞায়িত করা হয়। হিট এক্সচেঞ্জারগুলিতেঃ কার্যকরী তরল একটি দীর্ঘ এবং ছিদ্রযুক্ত পথ নেয় যা ভাল তাপ বিনিময় নিশ্চিত করে তবে চাপ হ্রাস ঘটায় যা চক্র থেকে পুনরুদ্ধারের শক্তির পরিমাণ কমিয়ে দেয়। একইভাবে, তাপ উৎস/সিঙ্ক এবং কার্যকরী তরলের মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্য এক্সার্জি ধ্বংস করে এবং চক্রের কার্যকারিতা হ্রাস করে। ওআরসি-র জন্য প্রয়োগ জৈব র্যাঙ্কাইন চক্র প্রযুক্তির অনেক সম্ভাব্য প্রয়োগ রয়েছে এবং বিশ্বব্যাপী 2.7 গিগাওয়াটেরও বেশি স্থাপিত ক্ষমতা এবং 698টি চিহ্নিত বিদ্যুৎ কেন্দ্র রয়েছে। এগুলির মধ্যে, সর্বাধিক বিস্তৃত এবং আশাব্যঞ্জক ক্ষেত্রগুলি নিম্নরূপঃ বর্জ্য তাপ পুনরুদ্ধার জৈব র্যাঙ্কাইন চক্রের (ওআরসি) জন্য বর্জ্য তাপ পুনরুদ্ধার অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ উন্নয়ন ক্ষেত্র। এটি তাপ এবং বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলিতে প্রয়োগ করা যেতে পারে (উদাহরণস্বরূপ একটি গার্হস্থ্য জল হিটারের উপর একটি ছোট আকারের কোজেনারেশন প্ল্যান্ট), বা শিল্প ও কৃষিকাজের প্রক্রিয়াগুলিতে যেমন জৈব পণ্য গাঁজন, চুল্লি বা চুল্লি থেকে গরম নিষ্কাশন (যেমন। চুন এবং সিমেন্ট ভাটা), ফ্লু-গ্যাস ঘনীভবন, যানবাহন থেকে নিষ্কাশিত গ্যাস, একটি কম্প্রেসারের আন্তঃ-শীতলকরণ, একটি শক্তি চক্রের ঘনীভবন ইত্যাদি। জৈববস্তুপুঞ্জ বিদ্যুৎ কেন্দ্র সারা বিশ্বে পাওয়া যায় এবং ছোট থেকে মাঝারি আকারের স্কেলযুক্ত বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলিতে বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। ওআরসি বিদ্যুৎকেন্দ্রগুলিতে কাজের চাপ কম থাকার কারণে বাষ্প বয়লারের মতো যন্ত্রপাতির জন্য উচ্চ নির্দিষ্ট বিনিয়োগ ব্যয়ের সমস্যা কাটিয়ে ওঠা যায়। আরেকটি সুবিধা হল কার্যকরী তরলের বৈশিষ্ট্যের কারণে মেশিনের দীর্ঘ কার্যকরী জীবন, যে বাষ্পের বিপরীতে ভালভ আসন টিউবিং এবং টারবাইন ব্লেডের জন্য ক্ষয়হীন এবং ক্ষয়হীন। ও. আর. সি প্রক্রিয়াটি অনেক অঞ্চলে উপলব্ধ তুলনামূলকভাবে কম পরিমাণে ইনপুট জ্বালানীকে কাটিয়ে উঠতে সহায়তা করে কারণ ছোট আকারের কারখানাগুলির জন্য একটি দক্ষ ও. আর. সি বিদ্যুৎ কেন্দ্র সম্ভব। ভূ-তাপীয় উদ্ভিদ ভূ-তাপীয় তাপ উৎসগুলি 50 থেকে 350 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় পরিবর্তিত হয়। ওআরসি তাই এই ধরনের প্রয়োগের জন্য নিখুঁতভাবে অভিযোজিত। যাইহোক, এটা মনে রাখা গুরুত্বপূর্ণ যে নিম্ন-তাপমাত্রার ভূ-তাপীয় উৎসগুলির জন্য (সাধারণত 100 ডিগ্রি সেলসিয়াসের কম), দক্ষতা খুব কম এবং হিট সিঙ্ক তাপমাত্রার (পরিবেষ্টনের তাপমাত্রা দ্বারা সংজ্ঞায়িত) উপর দৃঢ়ভাবে নির্ভর করে। সৌর তাপ শক্তি জৈব র্যাঙ্কাইন চক্রটি স্বাভাবিক বাষ্প র্যাঙ্কাইন চক্রের পরিবর্তে সৌর প্যারাবোলিক ট্রফ প্রযুক্তিতে ব্যবহার করা যেতে পারে। ওআরসি কম ক্ষমতা এবং কম সংগ্রাহক তাপমাত্রায় বিদ্যুৎ উৎপাদনের অনুমতি দেয় এবং তাই কম খরচে, ছোট আকারের বিকেন্দ্রীভূত সিএসপি ইউনিটের সম্ভাবনা রয়েছে। ওআরসি তাপীয় শক্তি সঞ্চয়ের সাথে সজ্জিত হাইব্রিড সিএসপি-পিভি সিস্টেমগুলিকে তাদের তাত্ক্ষণিক বিদ্যুৎ উৎপাদনের 70 শতাংশ পর্যন্ত চাহিদা অনুযায়ী পুনরুদ্ধার করতে সক্ষম করে এবং অন্যান্য ধরনের বৈদ্যুতিক সঞ্চয়ের তুলনায় মোটামুটি দক্ষ বিকল্প হতে পারে। উইন্ডথার্মাল এনার্জি সম্প্রতি তথাকথিত উইন্ডথার্মাল এনার্জি টারবাইনগুলি নিয়ে আলোচনা করা হয়েছে যা বায়ু শক্তিকে সরাসরি মাঝারি তাপমাত্রায় (600 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত) রূপান্তর করতে পারে। এগুলিকে তাপীয় সঞ্চয়ের সঙ্গে যুক্ত করা যেতে পারে এবং বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য উপযুক্তভাবে ওআরসি-র সঙ্গে মিলিত করা যেতে পারে। কার্যকরী তরলের নির্বাচন নিম্ন তাপমাত্রার র্যাঙ্কাইন চক্রে কার্যকরী তরলের নির্বাচন গুরুত্বপূর্ণ। নিম্ন তাপমাত্রার কারণে, তাপ স্থানান্তরের অদক্ষতা অত্যন্ত ক্ষতিকারক। এই অদক্ষতা খুব দৃঢ়ভাবে নির্ভর করে তরলের তাপগতিবিদ্যার বৈশিষ্ট্য এবং কার্যকরী অবস্থার উপর। নিম্ন-মাত্রার তাপ পুনরুদ্ধারের জন্য, তরলের সাধারণত জলের তুলনায় কম ফুটন্ত তাপমাত্রা থাকে। রেফ্রিজারেন্ট এবং হাইড্রোকার্বন দুটি সাধারণভাবে ব্যবহৃত উপাদান। কার্যকরী তরলের সর্বোত্তম বৈশিষ্ট্যঃ আইসেন্ট্রোপিক স্যাচুরেশন বাষ্প বক্ররেখাঃ যেহেতু ও. আর. সি-র উদ্দেশ্য নিম্নমানের তাপ শক্তি পুনরুদ্ধারের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে, তাই ঐতিহ্যবাহী র্যাঙ্কাইন চক্রের মতো একটি অতিরিক্ত উত্তপ্ত পদ্ধতি উপযুক্ত নয়। অতএব, বাষ্পীভবনের নিষ্কাশনে একটি ছোট সুপারহিটিং সর্বদা পছন্দ করা হবে, যা "ভিজা" তরলকে (যা সম্প্রসারণের শেষে দুই-পর্যায়ের অবস্থায় থাকে) অসুবিধাজনক করে তোলে। শুষ্ক তরলের ক্ষেত্রে, একটি রিজেনারেটর ব্যবহার করা উচিত। নিম্ন হিমাঙ্ক, উচ্চ স্থায়িত্ব তাপমাত্রাঃ জলের বিপরীতে, জৈব তরলগুলি সাধারণত উচ্চ তাপমাত্রায় রাসায়নিক অবনতি এবং পচন ভোগ করে। এইভাবে সর্বাধিক গরম উৎসের তাপমাত্রা কার্যকরী তরলের রাসায়নিক স্থিতিশীলতার দ্বারা সীমাবদ্ধ থাকে। হিমাঙ্কটি চক্রের সর্বনিম্ন তাপমাত্রার চেয়ে কম হওয়া উচিত। বাষ্পীভবনের উচ্চ তাপ এবং ঘনত্বঃ উচ্চ সুপ্ত তাপ এবং ঘনত্ব সহ একটি তরল বাষ্পীভবনের উৎস থেকে আরও বেশি শক্তি শোষণ করবে এবং এইভাবে প্রয়োজনীয় প্রবাহের হার, সুবিধার আকার এবং পাম্পের ব্যবহার হ্রাস করবে। নিম্ন পরিবেশগত প্রভাব ওজোন হ্রাস সম্ভাবনা (ও. ডি. পি) এবং বিশ্ব উষ্ণায়নের সম্ভাবনা (জি. ডব্লিউ. পি) হল বিবেচনায় নেওয়া প্রধান মাপকাঠি। নিরাপত্তা তরলটি অ-ক্ষয়কারী, অ-দাহ্য এবং অ-বিষাক্ত হওয়া উচিত। রেফ্রিজারেন্টের ASHRAE নিরাপত্তা শ্রেণিবিন্যাস তরল বিপজ্জনকতার স্তরের সূচক হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। ভাল প্রাপ্যতা এবং কম খরচে গ্রহণযোগ্য চাপ কার্যকরী তরলের উদাহরণ সি. এফ. সিঃ ওজোন হ্রাসের কারণে মন্ট্রিল প্রোটোকল দ্বারা নিষিদ্ধ (যেমন। আর-11, আর-12) এইচ. সি. এফ. সি.: মন্ট্রিয়াল প্রটোকল-এর কোপেনহেগেন সংশোধনীর কারণে পর্যায়ক্রমে বাদ দেওয়া হচ্ছে (যেমন। আর-22, আর-123) এইচ. এফ. সি (যেমন। আর134এ, আর245এফএ) এইচসিঃ দাহ্য, গ্যাস প্রক্রিয়াকরণ সুবিধার সাধারণ উপ-পণ্য (যেমন। আইসোবুটেন, পেন্টেন, প্রোপেন) পি. এফ. সি ও. আর. সি ব্যবস্থার মডেলিং ও. আর. সি চক্রের অনুকরণের জন্য একটি সংখ্যাসূচক সমাধানকারী প্রয়োজন যেখানে ভর এবং শক্তির ভারসাম্য, তাপ স্থানান্তর, চাপ হ্রাস, যান্ত্রিক ক্ষতি, ফুটো ইত্যাদির সমীকরণ থাকে। বাস্তবায়িত হয়। ও. আর. সি মডেলগুলিকে দুটি প্রধান প্রকারে বিভক্ত করা যেতে পারেঃ স্থির-অবস্থা এবং গতিশীল। স্থির-অবস্থার মডেলগুলি নকশা (বা আকার) উদ্দেশ্যে এবং আংশিক-লোড সিমুলেশন উভয়ের জন্যই প্রয়োজন। অন্যদিকে, গতিশীল মডেলগুলি বিভিন্ন উপাদানগুলিতে শক্তি এবং ভর সঞ্চয়ের জন্যও দায়ী। এগুলি নিয়ন্ত্রণ কৌশলগুলি বাস্তবায়ন এবং অনুকরণ করার জন্য বিশেষভাবে কার্যকর, যেমন। ক্ষণস্থায়ী বা শুরুর সময় ওআরসি মডেলিংয়ের আরেকটি মূল দিক হল জৈব তরল তাপগতিবিদ্যার বৈশিষ্ট্যগুলির গণনা। স্থিতিগুলির সহজ সমীকরণ (ই. ও. এস) যেমন পেং-রবিনসন এড়ানো উচিত কারণ তাদের নির্ভুলতা কম। উদাহরণস্বরূপ, মাল্টিপ্যারামিটার ই. ও. এস ব্যবহার করা উচিত। অত্যাধুনিক থার্মোফিজিক্যাল এবং পরিবহন বৈশিষ্ট্য ডেটাবেস। উপরের উদ্দেশ্যগুলির জন্য বিভিন্ন সরঞ্জাম উপলব্ধ, প্রতিটি সুবিধা এবং অসুবিধাগুলি উপস্থাপন করে। সবচেয়ে সাধারণগুলি এখানে উল্লেখ করা হয়েছে। আরও দেখুন র্যাঙ্কিন চক্র তাপগতিবিদ্যার চক্র বিভিন্ন উৎস দ্বারা উৎপাদিত বিদ্যুতের আপেক্ষিক খরচ নাফথা চালু কার্যকরী তরল অ-আদর্শ সংকোচনযোগ্য তরল গতিবিদ্যা রেফারেন্স বাহ্যিক লিঙ্ক জৈব র্যাঙ্কিন চক্র তাপগতিবিদ্যার চক্রের উপর জ্ঞান কেন্দ্র