بخشی از مقاله
چکیده
مبدلهاي حرارتی فورگو از نوع مبدلهاي حرارتی فشرده بوده و در سیستمهاي خنک کننده خشک غیر مستقیم هلر کاربرد دارند. این سیستمهاي خنک کننده به صورت سیکل بسته کار میکنند و باعث هدر رفتن آب و ایجاد آلودگی گرمایی در محیط زیست نمیشوند از آنجا که شرایط آب و هوایی کشور عمدتا خشک و نیمه بیابانی و مسئله کمبود آب در اکثر نواحی کشور وجود دارد این سیستمها می توانند بیشترین کاربرد را داشته باشند.
از طرف دیگر هزینه سرمایه گذاري این سیستمها کسر قابل توجهی از یک نیروگاه بوده و همچنین طراحی آنها اثري مستقیم بر بازدهی تولید نیروگاه دارند از این رو نیاز است تا این سیستمها هم به لحاظ اقتصادي و هم به لحاظ فنی مورد مطالعه قرار گیرند. در مقاله حاضر مبدل فورگو توسط نرم افزار محاسبات سیالاتی مدل شده و ضرایب افت فشار و انتقال حرارت بر اساس سرعت ورودي هوا محاسبه شده است. معادلات حاکم با استفاده از روش حجم محدود و بگارگیري الگوریتم کئژعطک براي جریان سه بعدي و غیر قابل تراکم حل شده است. جریان سیال آرام و رینولدز بین 540 و 7565 می باشد.
-1 مقدمه
به طور کلی به علت نیاز روز افزون به برق، صرفه جویی در مصرف آب و کاهش آلودگی هاي زیست محیطی امروزه توجه بیشتري به سیستمهاي خنک کن خشک در نیروگاهها معطوف شده است، به ویژه در کشور ما به علت شرایط آب و هوایی عمدتا خشک و نیمه بیابانی، و مسئله کمبود آب در اکثر نواحی کشور، این نوع برجهاي خنک کن از آنجائی که به صورت یک سیکل بسته کار میکنند و باعث هدر رفتن آب و ایجاد آلودگی گرمایی در محیط زیست نمیشوند بیشترین کاربرد را دارند. از طرف دیگر هزینه سرمایه گذاري این سیستمها کسر قابل توجهی از یک نیروگاه بوده و همچنین طراحی این سیستمها اثري مستقیم بر بازدهی تولید نیروگاه دارد، از این رو نیاز است تا این سیستمها هم به لحاظ اقتصادي و هم به لحاظ فنی مورد مطالعه قرار گیرد.
در این نوع سیستم خنک کن تبادل حرارت بین آب خنک کن و محیط توسط مبدلهاي حرارتی فشرده صورت میگیرد. آب خنک شده در برج و بخار خارج شده از توربین در چگالنده با هم تبادل حرارت میکنند و بخش اعظم آب گرم شده جهت خنک شدن به سیکل خنک کن بر میگردد
شکل .1 چرخه قدرت با برج خنک کن هلر
آب خنککن که حرارت بخار خروجی از توربین را دریافت نموده و گرم شده است به کمک تعدادي مبدل حرارتی فشرده، حرارت جذب شده را با محیط مبادله مینماید. مبدلهاي حرارتی به کار رفته در این سیستم، نوع خاصی از مبدل هاي حرارتی فشرده با پره هاي صفحه اي مشبک به نام فورگو میباشد ب2م. این مبدل ها در اطراف پایین برج چیده میشوند. جریان هوا از روي مبدلها با مکش طبیعی صورت میگیرد.
-2 اعتبارسنجی
به منظور اعتبارسنجی براي مدلسازي مبدل فورگو، قسمتی از یک مبدل پره شیار دار مدل شده و نتایج آن با نتایج عددي مرجع ب3م ونتایج تجربی مرجع ب4م مقایسه شده است. هندسه مدل اعتبار سنجی در شکل 2 نشان داده شده است.
شکل .2 ناحیه محاسباتی مدل اعتبار سنجی
نتیجه بدست آمده تطابق خوبی با مراجع ب3 م و ب4م داشته، وداراي دقت بیشتري نسبت به مرجع ب3م در مقایسه با نتایج تجربی میباشد. اعداد ناسلت بدست آمده براي دو مقدار رینولدز در مراجع و اعتبار سنجی در جدول 1 نشان داده شده اند.
جدول .1 مقایسه اعداد ناسلت
با توجه به تائید نتایج اعتبار سنجی از روش المان بندي و حل آن براي مدلسازي مبدل فورگو استفاده شده است.
-3مدلسازي
جنس پره و لوله هاي مبدل حرارتی فورگو آلومینیوم بوده و مشخصات کلی ابعاد آن به صورت زیر است:
آرایش لوله ها به صورت مثلثی 25× 30 بوده و در هر ردیف - در مسیر جریان هوا - شش عدد لوله وجود دارد. جهت ساده سازي و کاهش حجم المانها در مدلسازي، بعلت تقارن موجود در مبدل یک قسمت از آن به ابعاد 60×150 انتخاب و المان بندي و تحلیل هاي مربوطه بر روي آن صورت گرفته، در شکل 3 نمایی از المان محاسباتی ارائه شده است.
