بررسی عددی سه بعدی اثر تزریق دود خروجی از نیروگاه سیکل ترکیبی به درون سه برج خنک کننده خشک همراستا با مکش طبیعی تحت وزش باد
چکیده
سیستم آب گردشی نیروگاه، به منظور خنک کردن آب کندانسور بایستی گرما را بطور موثری از چرخه بخار گرفته و به محیط دفع کند. یکی از انواع پرکاربرد سیستم های فوق، برج های خنک کن خشک با مکش طبیعی (برج هلر) می باشد که بطور گسترده در مناطق کم آب، نظیر ایران، استفاده می شوند. در این برج ها، آب گرم خروجی از کندانسور توسط پمپ به داخل لوله های فین داری که با آرایش افقی یا عمودی دور تا دور برج قرار گرفته اند، فرستاده می شود. برج بایستی توانایی خنک سازی این آب را تا دمای کندانسور داشته باشد. هوای محیط با عبور از روی لوله ها آب را خنک کرده و خود گرم می شود. هوای گرم بخاطر تغییر چگالی و اختلاف ارتفاعی که برج ایجاد کرده به طور طبیعی به سمت بالا حرکت می کند و مکش دائمی بر روی رادیاتورها ایجاد می شود. آب درون رادیاتورها که در اثر انتقال حرارت بین لوله ها و هوا، خنک شده اکنون به سمت کندانسور ارسال می گردد. عملکرد یک برج خشک با مکش طبیعی به شرایط محیط اطراف بستگی شدیدی دارد، بطوریکه علاوه بر دما و چگالی، دبی هوای مکیده شده به سمت برج، مستقیماً روی راندمان آن تاثیر خواهد گذاشت. در این پژوهش از یک حل عددی سه بعدی برای بررسی عملکرد حرارتی یک برج خنک کن منفرد و سپس مجموعه ی سه برج همراستا تحت شرایط وزش باد و تزریق دود استفاده شده است. مقایسه عملکرد برج ها در شرایط تزریق دود خروجی از بویلر سیکل ترکیبی، که دمایی حدود 130 درجه سانتیگراد دارد، و همچنین در شرایطی که تزریق دود انجام نمی شود، نشان می دهد که کاهش عملکرد حرارتی برای برج های تحت وزش باد و بدون استفاده از تزریق دود شدیدتر از حالتی است که دود تزریق می گردد. نتایج بیانگر این موضوع است که تزریق این دود به درون برج، مکش هوا به درون آن را افزایش داده که به نوبه خود موجب کاهش دمای آب خروجی از برج و افزایش راندمان حرارتی آن می گردد. در این پژوهش اثر تزریق دود بر روی جریان هوای مکیده شده به یک برج منفرد و انتقال حرارت از رادیاتورهای آن بطور عددی مدل شده است. با در نظر گرفتن اثر شناوری (بویانسی) و با فرض جریان سه بعدی غیرقابل تراکم، معادلات ناویراستوکس و معادله انرژی با کمک روش دینامیک سیالات محاسباتی حل شده و میدان جریان هوا در اطراف و داخل برج و میزان انتقال حرارت از رادیاتورها بدست آمده اند. سپس مدلسازی به سه برج خشک همراستا به منظور تعیین تاثیر تزریق دود در شرایط وزش باد و با حضور دیوارهای بادشکن تعمیم یافته است.