شبیه‌سازی عددی برج خنک‌کن خشک جریان طبیعی نیروگاه سیکل ترکیبی یزد: بررسی تاثیر زاویه لوور

عیب اصلی برج‌های خنک‌کن خشک جریان طبیعی، تاثیر شرایط جوی نظیر دمای محیط و وزش باد بر روی عملکرد حرارتی این نوع از برج‌ها است. وزش باد باعث اختلال در جریان طبیعی هوای درون برج شده و با ایجاد گردابه‌هایی در پشت و درون برج، ساختار جریان هوا را کاملاً مغشوش می‌کند. در هنگام وزش باد، سرعت هوای وارد شده از لوورهای جلوی برج به حدی زیاد است که به جای خروج از دهانه برج، از لوورهای روبرویی عبور می‌کند. اثر منفی این پدیده باعث کاهش قدرت سرمایی برج و در نتیجه کاهش توان تولیدی توربین در نیروگاه‌های سیکل ترکیبی می گردد. یک راهکار مناسب جهت رفع این مشکل، تنظیم صحیح و به موقع لوورها است. لذا در پژوهش حاضر عملکرد حرارتی برج خنک‌کن خشک در شرایط باز و بسته شدن لوورهای جلویی و تغییر زوایای آن‌ها مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این راستا، یک واحد برج خنک‌کن خشک جریان طبیعی مطابق با ابعاد برج مستقر در نیروگاه سیکل ترکیبی یزد به صورت سه‌بعدی و با بهره‌گیری از نرم‌افزار فلوئنت شبیه‌سازی شده و نتایج حاصل از حل عددی با نتایج تجربی اعتبارسنجی گردیده‌اند. جهت مدل‌سازی جریان مغشوش از مدل توربولانسی استفاده شده و عملکرد برج در سه حالت بدون وزش باد، با وزش باد و لوورهای کاملاً باز و با وزش باد و لوورهای نیمه باز مورد بررسی قرار گرفته است. مطابق نتایج، با نیمه باز گذاشتن لوورهای واقع تا زاویه °60 می‌توان انتقال حرارت را 16% و دبی جرمی را 15% افزایش داد.

Numerical Simulation of Natural Draft Dry Cooling Tower of Yazd Combined Cycle Power Plant: Evaluation of the Louvre Angle Effect

The main disadvantage of natural draft dry cooling towers is the influence of atmospheric conditions as ambient temperature and wind speed on the thermal performance. Wind disrupts the natural flow of air inside the tower creating vortices at the back and inside the tower that disrupts the air flow structure. When the wind blows, increasing the velocity of inlet air through the front louvers causes the air to pass through the behind louvers rather than outlet opening. The negative effect of this phenomenon reduces the cooling performance and consequently reduces the turbine production power in power plants. A good solution to this problem is to adjust the Louvers angle correctly. Therefore, in the present study, the thermal performance of the dry cooling tower was evaluated under the conditions of opening and closing the front louvers and changing their angle. In this regard, a natural draft dry cooling tower unit with the dimensions of the cooling tower located in combined cycle power plant was simulated in 3D using fluent software and the numerical results with the experimental data have been validated. The Realizable k epsilon; turbulent model is used to model the turbulent flow and the performance of the tower has been studied in three modes, including no wind, with the wind and the fully open louvers and with the wind and the semiopen louvers. According to the results, by partially removing the louvers to 60 °, the heat transfer can be increased to 16% and the mass flow rate to 15%.