Horisontti 2020 -puiteohjelman DESOLINATION-hankkeen osana on julkaistu uusi tutkimus “Ylikriittisen CO₂-jäähdyttimen kokeellinen ja numeerinen tutkimus.” esiteltiin Delftissä, Alankomaissa 9.-11. huhtikuuta 2025 pidetyssä 6. eurooppalaisessa konferenssissa, joka käsitteli ylikriittisen CO₂:n (sCO₂) käyttöä energiajärjestelmissä.
Tutkimusta johti LUT University yhteistyössä TEMISTH, sai Parhaan artikkelin palkinto konferenssissa tunnustuksena sen tieteellisestä laadusta ja merkityksellisyydestä.
PCHE:n suorituskyvyn tutkiminen ylikriittisessä CO₂-tehokierrossa
Tutkimuksessa keskitytään termohydraulinen suorituskyky a painetun piirin lämmönvaihdin (PCHE) toimimalla ylikriittinen hiilidioksidi (sCO₂) - DESOLINATIONin innovatiivisen teholohkon ytimessä oleva neste. PCHE:t ovat kompakti ja erittäin tehokas ratkaisu, joka soveltuu äärimmäisiin olosuhteisiin sCO₂-pohjaisissa energiajärjestelmissä, kuten keskittyneeseen aurinkoenergiaan (CSP) ja suolanpoistotekniikoihin integroiduissa järjestelmissä.
Käyttämällä yhdistelmää kokeellinen testaus and laskennallinen nestedynamiikka (CFD), ryhmä arvioi PCHE-mikrokanavien läpi virtaavan sCO₂:n lämmönsiirto- ja painehäviöominaisuuksia. Tutkimus kohdistui pseudokriittinen alue, jossa CO₂:n ominaisuudet vaihtelevat nopeasti, mikä parantaa lämmönsiirtoa mutta vaikeuttaa ennustemallinnusta.
DESOLINATIONin tavoitteiden tukeminen
Tämä työ edistää suoraan DESOLINATIONin tavoitetta kehittää tehokas, aurinkoenergialla toimiva suolanpoistojärjestelmä parantamalla suorituskyvyn ennustamista ja sCO₂-tehonsyklin keskeisten komponenttien suunnittelua. Se tarjoaa erityisesti validoituja työkaluja ja näkemyksiä, jotka ovat olennaisia integroitaessa korkean hyötysuhteen lämmönvaihtimet hankkeen tulevaan esittelylaitokseen.
Authors: Giuseppe Petruccelli, Teemu Turunen-Saaresti, Damien Serret, Aki Grönman, Aurélien Conrozier ja Amir Momeni Dolatabadi.
Tärkeimmät tulokset
- Kokeelliset tiedot kerättiin LUT-yliopiston transkriittisessä CO₂-testilaitoksessa monenlaisissa käyttöolosuhteissa, mikä on arvokas vertailukohde numeeristen mallien validointia varten.
- The CFD-simulaatiot, joka sisältää todellisen kaasun käyttäytymisen ja SST:n k-ω-turbulenssimallin, osoitti hyvää yhdenmukaisuutta mitattujen painehäviöiden ja ulostulolämpötilojen kanssa.
- A uusi kitkakertoimen korrelaatio johdettiin kokeellisten tulosten perusteella. Siinä otetaan huomioon pinnan karheus ja saavutetaan ±10%:n ennustetarkkuus mitatuista arvoista, mikä on merkittävä edistysaskel nykyisiin korrelaatioihin verrattuna.
- Tutkimuksessa kävi myös ilmi, että yleisesti käytetyt lämmönsiirtokorrelaatiot taipumus aliarvioida suorituskykyä korkean Reynoldsin luvun sCO₂-mikrokanavavirtauksissa, mikä korostaa tarvetta räätälöidympiin ennustemalleihin.
Konferenssin tunnustaminen
Kuudes eurooppalainen sCO₂-konferenssi kokosi yhteen yli 100 asiantuntijaa korkeakouluista ja teollisuudesta keskustelemaan sCO₂-teknologian uusimmista innovaatioista. Teknisten istuntojen lisäksi DESOLINATIONia korostettiin myös konferenssin aikana Perjantaiaamun pääpuhujana Tohtori Gioele Di Marcoberardino (UNIBS) esitteli hankkeen yleisiä tavoitteita ja tähänastista edistymistä.
🏆 Paperi sai Parhaan artikkelin palkinto konferenssissa, mikä on tunnustus tutkimuksen laadusta ja merkityksestä kansainväliselle sCO₂-tutkimus- ja insinööriyhteisölle. Tunnustus korostaa DESOLINATIONin panosta komponenttitason ymmärryksen edistämisessä, joka on ratkaisevan tärkeää integroitujen aurinkoenergialla toimivien suolanpoistojärjestelmien kehittämiseksi.
🔬 DESOLINATION-konsortio onnittelee kirjoittajia - Giuseppe Petruccelli, Teemu Turunen-Saaresti, Damien Serret, Aki Grönman, Aurélien Conrozier ja Amir Momeni Dolatabadi. - tästä ansaitusta tunnustuksesta ja heidän arvokkaasta panoksestaan kestävien energia- ja vesijärjestelmien tulevaisuuteen.
