شبیه سازی عددی جریان دوبعدی در ژنراتور هیدرودینامیک مغناطیسی مقطع ثابت فروصوت و بررسی اثر آن بر عملکرد سیکل ترکیبی سه گانه

در تحقیق حاضر، شبیه سازی جریان هیدرودینامیک مغناطیسی (s‏magneto hydro dynamic‏‏) فروصوت در ژنراتور هیدرودینامیک مغناطیسی صورت گرفته و اثر آن بر راندمان و توان الکتریکی سیکلِ ترکیبی سه گانه بررسی شده است. یک کانال فارادی دوبعدی مقطع ثابت با الکترودهای گسسته به عنوان ژنراتور ام.اچ.دی در نظر گرفته شده است. جریان ‏هیدرودینامیک مغناطیسی پایا، تراکم پذیر و با معادلات هیدرودینامیک مغناطیسی پنج-معادله ای ایدئال در نظر گرفته شده که برای حل معادلات ناویر استوکس (navier-stokes)، از حل گر مبتنی بر چگالی به صورت ضمنی و برای حل معادلۀ پواسون (poisson)، از روش پتانسیل الکتریکی استفاده شده است. سیکل ترکیبی سه گانۀ پیشنهادی در تحقیق حاضر، شامل سیکل باز ژنراتور ام.اچ.دی به عنوان مولد بالادستی، سیکل توربین گاز به عنوان سیکل میانی و چرخۀ توربین بخار به عنوان سیکل پایین دستی است. یک کد برای روابط ترمودینامیکی حاکم بر سیکل ترکیبی سه گانه نوشته شده و عملکرد سیکل بر پایۀ ژنراتور ام.اچ.دی تجزیه و تحلیل شده است. نتایج نشان می دهد که برای ژنراتور ام.اچ.دی مقطع ثابت فروصوت حالت بهینه در ماخ 3/0 تا 4/0 تحت شدت میدان مغناطیسی 4 تا 6 تسلا اتفاق می افتد. نسبت استخراج آنتالپی ژنراتور ام.اچ.دی در ماخ 3/0 و شدت میدان مغناطیسی 6 تسلا به 27/12 درصد می رسد که این ژنراتور راندمان بهینۀ سیکل ترکیبی سه گانه را با افزایش 7/22 درصدی نسبت به سیکل دوگانۀ فاقد ژنراتور ام.اچ.دی، به 59/63 درصد می رساند.