بخشی از مقاله
چکیده :
به منظور بهینه سازي عملکرد برج هاي خنککن خشک نیروگاه حرارتی سهند در هنگام وزش باد، مدل پایه دو بعدي و سه بعدي از برج ها تهیه شده است. پس از مدلسازي برجها درنرم افزار SolidWorks و مش بندي شبکه بر روي جداره، پیرامون و زیرمجموعههاي برج و دو توزیع فشردگی در نرم افزار Gambit، کانتورهاي فشار، دما و سرعت در شرایط متفاوت وزش باد توسط نرمافزار Fluent ترسیم گردید.
شناسایی ورتکسهاي ایجاد شده در داخل، بالا و پشت برجها و توزیع غیر متقارن فشار، دما و سرعت در شرایط مختلف وزش باد از نتایج این تحقیق می باشند. همچنین برخاستگی جریان پشت برج در هنگام وزش باد با سرعت بالاي 3 متر بر ثانیه موجب ایجاد افت فشار و کاهش مکش در رادیاتورهاي پشت برج می گردد. مبتنی بر نتایج شبیهسازي عددي، راهکارهایی جهت بهینهسازي عملکرد برجهاي این نیروگاه در نظر گرفته شده است که پس از شبیه سازي تجربی مدلهاي برج در تونل باد و در صورت تایید فاکتورهاي فنی–اقتصادي در آینده به مرحله اجرا خواهند رسید.
-1 مقدمه
برجهاي خنککن خشک از جمله تجهیزاتی هستند که با استفاده از مکش طبیعی هوا در مناطق کمآب جهت خنکسازي آب نیروگاهها مورد استفاده قرار میگیرند. در این نوع از سیستمهاي خنککن، تبادل حرارت بین هواي اطراف و رادیاتورهاي نصب شده در قسمت پایینی برج صورت گرفته و هواي گرم شده به صورت طبیعی و بدون صرف کار اضافی به دلیل سبک بودن از درون برج به سمت بالا هدایت می شود.
به همین ترتیب کاهش افت توان در زمان وزش باد در نیروگاههاي کشور که داراي برج خنککن خشک هستند گزارش شده است. در راستاي شناسایی و حل این معضل، اطلاعات فنی 11 نیروگاه کشور که داراي برج خنککن خشک می باشند جمع آوري و پس از شبیهسازي عددي و مدلسازي تجربی راهکارهایی جهت رفع این مشکل ارائه شود.در هر واحد 325 مگاواتی این نیروگاه در سرعت باد 6 متر بر ثانیه، حدود 50 مگاوات افت توان و در سرعت باد 15 متر بر ثانیه تا 100 مگاوات افت توان گزارش شده است [20] و .[21]
-2 محاسبات تحلیلی شبیه سازي برجها
به منظور انجام شبیهسازي رایانهاي برجهاي خنککن به کمک روشهاي دینامیک سیالات محاسباتی به کار رفته در نرم افزار Fluent نیاز به محاسبه تحلیلی پارامترهاي بیبعدي مانند ضریب افت فشار و ضریب انتقال حرارت جابجایی میباشد. دلتاها یا رادیاتورهاي برجها یکی از کلیديترین تجهیزات برج هستند که شبیهسازي صحیح آنها تاثیر بهسزایی در نتایج شبیهسازي دارد.مقدار ضرائب فوق براي دلتاها بایستی به عنوان ورودي به نرمافزار Fluent معرفی شوند. از آنجایی که ضریب افت فشار و ضریب انتقال حرارت جابجایی رادیاتور خود تابعی از سرعت جریان هواي عبوري از داخل آنها میباشند، میتوان این دو ضریب را به صورت تابعی از سرعت به نرمافزار معرفی نمود.
-2-1-1 ضریب انتقال حرارت جا به جایی
ضریب انتقال حرارت جابه جایی را می توان از روي ضریب انتقال حرارت کلی یا روابط تجربی بدست آورد. براي بدست آوردن ضریب انتقال حرارت h باید مقدار جرم عبوري از مقطع یا به بیان دیگر سرعت جریان را داشته باشیم تا از روي آن بتوان Re - عدد بی بعد رینولدز - و مقدار G - دبی جرمی بر واحد سطح - را به دست آورد. پس از به دست آوردن Re و G با استفاده از نمودار هاي داده شده براي آن هندسه خاص و بر اساس پارامترهاي مورد نیاز، مقدار h را میتوان بدست آورد.
