مطالعه عددی اثر تغییر همزمان پارامترهای هندسی بر عملکرد اجکتور نیروگاه طوس و انتخاب شرایط بهینه با کمک روش تاگوچی

اجکتورها کاربرد وسیعی در صنعت دارند، از صنایع غذایی گرفته تا سیکل های تبرید و صنایع نیروگاهی. از آنجا که کندانسور نیروگاه بخار در شرایط خلا کار می کند، همواره مقداری هوا به داخل آن نشت می کند که باعث ایجاد خوردگی فلزی و کاهش بازده کندانسور می شود. بنابراین از اجکتور برای تخلیه هوای درون کندانسور استفاده می شود. به مرور زمان، نشت هوا در کندانسور بیشتر شده که بهبود بازده اجکتور را می طلبد. نسبت مکش یکی از تعاریف اصلی برای بازدهی اجکتور است و افزایش آن موجب افزایش بازده اجکتور می شود و همچنین به طور چشمگیری به هندسه آن وابسته است. هدف این پژوهش بهبود بازده اجکتور نیروگاه طوس با تغییر همزمان دو پارامتر تاثیرگذار موقعیت خروجی نازل و زاویه همگرایی محفظه اختلاط است. هندسه اولیه اجکتور توسط نرم افزار فلوینت مورد شبیه سازی قرار گرفت و اعتبار نتایج با مطالعات آزمایشگاهی و عددی پیشین سنجیده شد. سپس با استفاده از روش تاگوچی و در گام اول، هندسه های مختلفی با تغییر همزمان در موقعیت خروجی نازل و زاویه همگرایی محفظه اختلاط انتخاب و در نرم افزار فلوینت طراحی و شبیه سازی شد. انتخاب هندسه های گام دوم با تحلیل نمودار سیگنال به نویز برای پارامترهای مذکور و نتایج نسبت مکش در گام اول صورت گرفت و این رویکرد به طور مشابه در گام سوم نیز دنبال شد. نتایج نهایی علاوه بر بهبود 34درصدی در نسبت مکش نشان داد که میزان بهینه ای برای موقعیت خروجی نازل و زاویه همگرایی محفظه اختلاط وجود دارد که پیرامون آن، نسبت مکش بیشینه حاصل می شود.

Numerical Study of Effects of Simultaneous Changes of Geometric Parameters on the Performance of Touss Power Plant Ejector and Selecting Optimal Conditions Using Taguchi Method

Ejectors are as widely used as in food industries to refrigeration cycles and power plants. Since condensers of steam power plants are operated in vacuum conditions, there is a continuous air leakage, which results in metal corrosion and reduction in efficiency. Therefore, ejectors are used in these systems to remove the air. Over time, leakage increases, which requires more efficiency of ejector. Entrainment ratio (ER) is defined as the main criterion for ejector efficiency and leads to better performance if increased and also depends considerably on geometry of ejector. The aim of this research is to increase efficiency of ejector of Touss Power Plant by simultaneously changing nozzle exit position (NXP) and converging angle of mixing chamber. The main geometry of ejector was simulated by FLUENT and primary results were validated with experimental and computational data. Then, different geometries with simultaneous change in NXP and converging angle of mixing chamber were selected in the first step of Taguchi method and simulated by FLUENT. Geometries of the second step of Taguchi method were selected and designed based on the results of signaltonoise ratio for the abovementioned parameters and the values of entrainment ratio in the first step. An identical approach was followed for the third step. Final results showed 34% increase in entrainment ratio and also revealed that there is an optimum value for NXP and converging angle of the mixing chamber around which the value of entrainment ratio is maximum.