طراحی حرارتی – سیالاتی، ابعادی ریکوپراتور گاز به گاز (gas to gas) میکروتوربین 200 کیلو وات

یکی از راههای افزایش راندمان حرارتی واحدهای میکروتوربینی، استفاده از حرارت گازهای داغ خروجی از توربین می باشد که این گرما در مبدل حرارتی ( ریکوپراتور) به هوای خروجی از کمپرسور منتقل شده و بدین طریق میزان سوخت مصرفی سیکل کاهش یافته و در نتیجه راندمان این واحد ها افزایش می یابد. ریکوپراتورها مبدل های حرارتی گاز به گاز فشرده¬ای هستند که با نسبت سطح به حجم بالایی، میزان انتقال حرارت ما بین گاز خروجی از توربین و هوای خروجی از کمپرسور را افزایش می دهند. لذا طراحی اینگونه مبدلها بایستی با توجه به لحاظ نمودن افت فشارهای مجاز در هر دو سمت گاز و هوا و میزان انتقال حرارت مد نظر، صورت گیرد. به دلیل فشردگی مبدل، شرایط دمایی و فشاری آن، انتخاب مواد و تکنولوژی ساخت بررسی دقیقتری را می طلبد. با عنایت به تکنولوژی پیچیده ساخت و جنس مواد چنین مبدل هایی، جنبه های اقتصادی برجسته تر خواهد شد. در این پروژه طراحی و شبیه سازی مبدل حرارتی میکروتوربین 100 کیلو وات به کمک نرم افزارهای فلوئنت، گمبیت و ورک بنچ صورت گرفته است. شبیه سازی صورت گرفته شامل تولید هندسه هسته مبدل در نرم افزار گمبیت و مش بندی آن در نرم افزار ورک بنچ و تحلیل حرارتی و سیالاتی در نرم افزار فلوئنت می باشد. نتایج بدست آمده شامل میزان افت فشار در سمت هوا و گاز و همچنین دماهای خروجی دو سیال بوده که با استفاده از نتایج تجربی اعتبار سنجی شده است. در پیکره بندی مبدل از سطوح اولیه موج دار (صفحات سینوسی) استفاده گردیده که دلایل آن سهولت جوشکاری(نیاز به جوشکاری فقط در محل اتصال این صفحات به هدرهای ورودی و خروجی) و میزان انتقال حرارت بالا به دلیل شکستگی لایه های مرزی حرارتی و سیالاتی است