Analysis of Osmotic Heat Engine for Low Temperature Waste Heat Recovery
Forfatter
Thomsen, Mikkel Ullits
Semester
4. semester
Uddannelse
Udgivelsesår
2024
Afleveret
2024-05-30
Antal sider
58
Resumé
Dette projekt undersøger en osmotisk varmemaskine (OHE), som udnytter osmosen—vand, der bevæger sig gennem en membran på grund af forskelle i saltkoncentration—til at omdanne lavtemperatur-spildvarme (40–60°C) til elektricitet. I modsætning til mange studier, der fokuserer på organiske salte, afprøver vi et system med natriumklorid (NaCl) som opløst stof og rent vand som opløsningsmiddel. Først opbygges en membranmodel for at se, hvordan ændringer i væskens egenskaber og membranens egenskaber påvirker ydeevnen. Derefter indgår membranmodellen i en lukket kredsløbsmodel af OHE for at undersøge betydningen af de enkelte parametre for den samlede proces. En optimering peger på en optimal virkningsgrad på cirka 0,13 % og viser, at systemet kan producere omtrent 3,5 gange den elektricitet, der tilføres det. Det kræver dog komponenter, der er urealistisk store, så den nuværende løsning er ikke praktisk. Yderligere designændringer og forskning kan forbedre mulighederne.
This project investigates an osmotic heat engine (OHE), which uses osmosis—the movement of water through a membrane driven by differences in salt concentration—to convert low-temperature waste heat (40–60°C) into electricity. Unlike most studies that focus on organic salts, we test a system using sodium chloride (NaCl) as the solute and pure water as the solvent. We first build a membrane model to assess how changes in fluid properties and membrane characteristics affect performance. We then embed this membrane model in a closed-loop system model of the OHE to examine the influence of individual parameters on the overall process. Optimization identifies a best-case efficiency of about 0.13% and shows the system could generate roughly 3.5 times the electricity supplied to it. However, achieving this would require components that are impractically large, so the current design is not feasible. Further design modifications and research may improve its viability.
[Dette resumé er omskrevet med hjælp fra AI baseret på projektets originale resumé]
Emneord