شبیه سازی جریان و انتقال حرارت در پیش گرمکن دوار نیروگاه بخار

پیش گرمکن دوار یکی از اجزای مهم در نیروگاه بخار برای افزایش راندمان حرارتی است. اصول کار این سیستم بر مبنای انتقال انرژی گازهای خروجی به هوای ورودی بویلر می باشد که این کار توسط ماتریس صفحات فشرده دوار صورت می‏گیرد. با توجه به ابعاد کوچک و میلیمتری فواصل مابین صفحات موجدار و ابعاد چند متری مبدل دوار برای مدلسازی پیش گرمکن، فضای مبدل به عنوان یک محیط متخلخل در نظر گرفته می‏شود. بدین طریق با کاهش هزینه محاسباتی امکان دست‏یابی به یک دید کلی از توزیع دما در مبدل حاصل می‏گردد که پیشتر به این صورت انجام نشده است. شبیه‏سازی عملکرد پیش گرمکن با استفاده از معادلات پیوستگی، اندازه حرکت و انرژی برای فضای متخلخل در مبدل صورت گرفته و تاثیر متغیرهایی چون سرعت چرخش ماتریس، دبی عبوری، ابعاد هندسی، جنس ماتریس و دما‏های ورودی بر عملکرد پیش گرمکن بررسی شده است. همچنین اثرات پدیده نشتی در پیش گرمکن دوار که نقش مهمی در کاهش کارآیی دارد، مورد بررسی قرار گرفته و انواع مختلف نشتی شعاعی، محوری و محیطی شبیه‏سازی شده است. نتایج شبیه‏سازی نشان می‏دهد که سرعت چرخش تا حد معینی سبب افزایش کارائی شده ولی بعد از آن تاثیر نامحسوسی دارد. همچنین مشخص شد که نشتی شعاعی بیشترین نقش را در کاهش راندمان پیش گرمکن دارد. شبیه‏سازی درحالت وجود نشتی نشان می‏دهد که نتایج بدست آمده با مقادیر اندازه‏گیری شده در نیروگاه بخار رامین از دقت قابل قبولی برخوردار است.