Skip to main content
SUPERVISOR
AliAkbar AlemRajabi,Ahmad Saboonchi
علی اکبر عالم رجبی (استاد مشاور) احمد صابونچی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Omid Ahmadi kataiunche
امید احمدی کتایونچه

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Numerical Simulation of External Wind-break Walls Arrangment for Improving the Performance of Dry Cooling Tower
In the last decades, increasing energy cost have caused a special attention to optimization of energy usage. So, many studies and researches have been carried out to improve and correct different industrial processes that use various type of energy. Power plants are one of the major units in the industry of any country. Therefore, it is an essential task to simulate these units and their different components in order to increase their performance and efficiency. In some power plants the dry cooling tower is used that is one of the most important components. Performance of dry cooling towers is strongly affected by wind flow and ambient temperature. Generally speaking, wind flow decrease performance of dry cooling tower that results in power plant output power and efficiency reduction. These negative effects can sometimes lowers total power plant power production capacity up to 40 percent. This energy loss imposes a big damage on power plant and this is the reason of why dry cooling towers must be studied. In this work, a commercial numerical code was used to simulate the fluid flow and heat transefer. Due to the turbulent nature of problem, the turbulence model is used. First, geometry of a dry cooling tower was constructed and a suitable grid was produced for it. Next, to ensure validity of geometry, grid, its boundary conditions and solution parameters, simulation of dry cooling tower in wind flow, that has been carried out befor by some researchers, was done and the results was compared with theirs. The agreement was acceptable. In this simulation, the performance of the tower in no wind condition as an ideal situation is studied and then the impact of different wind speeds have been investigated separately. Furthermore the effect of wind break as a solution to tackle the wind problem has been investigated.wind breaks situated radially in three position. It should be noted that wind breaks considered as a simple and plane walls. Results illustrate this fact that in windy condition, tower efficiency decreases significantly and this reduction has an almost direct relationship with wind speed. In reality wind destroy uniform distribution of static pressure around the tower and also create a pair of vortices in tower which disturbs natural suction of it. Generally using wind breaks with different position improve performance of cooling tower. Among mentioned positions, quad arrangement of wind breaks is more effective than dual arrangement in both low and high speed of wind. Keywords: Dry cooling tower, wind break, the effect of wind, power plant
در طی چند دهه گذشته، افزایش قیمت انرژی باعث شده است که توجه خاصی به استفاده بهینه از انرژی معطوف گردد. در همین راستا مطالعات و تحقیقات زیادی نیز به منظور بهبود و اصلاح فرآیندها و روش های صنعتی مختلف که در آنها از انواع گوناگون انرژی استفاده می شود، انجام شده است. با توجه به اینکه نیروگاه های حرارتی به عنوان یکی از بخش های مهم و حساس در صنعت هر کشور مطرح می باشند، بررسی و شبیه سازی اجزاء مختلف یک واحد نیروگاهی با هدف بهبود عملکرد و افزایش راندمان آنها، امری ضروری به نظر می رسد. در برخی از نیروگاه های حرارتی از برج خنک کن خشک استفاده می شود که یکی از مهمترین بخش ها به شمار می رود. عملکرد برج های خنک کن خشک به شدت تحت تاثیر شرایط جوی مانند وزش باد قرار دارد. به طور کلی وزش باد باعث افت عملکرد برج خنک کن خشک می شود که این افت نتیجتا باعث کاهش قدرت خالص و راندمان نیروگاه حرارتی خواهد شد. لزوم بررسی و مطالعه برج های خنک کن خشک از اینجا معلوم می شود که تاثیر این عوامل جوی منفی بر روی عملکرد برج، گاهی می تواند تا 40 درصد از ظرفیت تولید قدرت کل نیروگاه را کاهش دهد که این اتلاف انرژی، خسارت گزافی بر نیروگاه وارد خواهد کرد. در کار حاضر از یک کد تجاری که با روش حجم محدود کار می کند، به منظور شبیه سازی استفاده شده است. با توجه به ماهیت مغشوش مسئله، از مدل اغتشاشی استفاده شده است. ابتدا هندسه یک برج خنک کن خشک و شبکه مناسب برای آن تولید شده است. سپس به منظور اطمینان از صحت شبکه تولید شده، شرایط مرزی آن و همچنین پارامترهای حل، شبیه سازی تحت اثر وزش باد، که قبلا نیز انجام شده است، دوباره انجام و نتایج حاصل، مقایسه شده است. نتایج به دست آمده در کار حاضر، توافق قابل قبولی با نتایج بدست آمده در سایر کارها ذارد. در این شبیه سازی عملکرد برج در حالتی که باد نمی وزرد به عنوان حالت ایده آل بررسی شده و سپس تاثیر وجود باد با سرعت های گوناگون به طور جداگانه مطالعه شده است. در ادامه تاثیر وجود بادشکن به عنوان راه حل مقابله با مشکل وزش باد مطالعه شده است. باد شکن ها در سه آرایش مختلف و به صورت شعاعی در اطراف برج خنک کن قرار داده شده اند. لازم به ذکر است که دیوارهای بادشکن به صورت دیوارهای ساده و تخت در نظر گرفته شده اند. نتایج حاکی از این واقعیت است که به هنگام وزش باد، راندمان برج به میزان قابل ملاحظه ای کاهش می یابد و این کاهش تقریباً رابطه مستقیمی با سرعت باد دارد. در حقیقت وزش باد باعث برهم خوردن توزیع یکنواخت فشار استاتیکی اطراف برج و همچنین ایجاد یک جفت گردابه در داخل برج می شود که مکش طبیعی برج را مختل می کند و راندمان برج کاهش می یابد. از سوی دیگر وجود باد شکن می تواند تا حد قابل ملاحظه ای این افت را بازیابی کند. در حالت کلی استفاده از دیوار های باد شکن با آرایش های گوناگون باعث بهبود عملکرد برج خنک کن می شود. در بین آرایش های ذکر شده آرایش چهارتایی نسبت به دو آرایش دیگر عملکرد بهتری هم در سرعت های پایین و هم در سرعت های بالا دارد. کلمات کلیدی: 1-برج خنک کن خشک2- دیوار باد شکن 3-اثر باد 4-نیروگاه

ارتقاء امنیت وب با وف بومی