مطالعات نشان می‌دهد، کارآیی توربین گازی با افزایش دمای هوای ورودی شدیداً کاهش می‌یابد و همچنین گازهای خروجی توربین گازی دارای مقدار قابل توجهی انرژی حرارتی است. این ویژگی، چرخه‌های تبرید جذبی را جهت استفاده در خنک‌کاری هوای ورودی توربین گازی با استفاده از حرارت گازهای خروجی مستعد می‌گرداند. اما ضریب عملکرد چرخه‌های تبرید جذبی پایین می‌باشد؛ به همین دلیل در توربین گاز ساده، در نسبت فشارهای بالا و در توربین گاز دارای بازیاب در نسبت فشارهای پایین، امکان عدم تأمین تمام انرژی حرارتی مورد نیاز این چرخه‌ها تنها با استفاده از انرژی حراتی گازهای خروجی توربین گازی بوجود می‌آید. در این تحقیق نشان داده شده است که با به‌کارگیری اجکتور در چرخه تبرید، محدوده شرایطی که در آن انرژی حرارتی گازهای خروجی جهت راه‌اندازی چرخه تبرید کفایت می‌کند، گسترش می‌یابد.
کلمات کلیدی: توربین گازی- خنک‌کاری هوای ورودی- تبرید جذبی- اجکتور- انرژی گازهای خروجی
در سال‌های اخیر تحقیقات مختلفی در زمینه افزایش کار و بازده توربین‌های گازی به روش سرمایش هوای ورودی با استفاده از چرخه‌های تبرید جذبی صورت گرفته است و همگی حاکی از افزایش قابل توجهی در بازده و قدرت خروجی توربین گازی می‌باشد ]1[، ]2[، ]3[ و]4[. وجود انرژی حرارتی بالا در گازهای خروجی توربین و قابل استفاده بودن این انرژی در چرخه‌های تبرید جذبی از مهمترین مزایای این روش سرمایش هوای ورودی است. آنچه باید بیشتر مورد توجه قرار گیرد، توانایی انرژی حرارتی موجود در گازهای خروجی چرخه توربین گاز در تأمین گرمای مورد نیاز چرخه تبرید جذبی جهت ایجاد دمای ورودی ثابت پایین در ورودی کمپرسور توربین گاز است تا نیازی به منبع انرژی حرارتی خارجی نباشد. بررسی‌ها نشان می‌دهد، انرژی مورد نیاز چرخه تبرید جذبی هوا خنک‌شو، جهت دستیابی به دمای پایین در ورودی کمپرسور در برخی از نسبت فشارها از گازهای خروجی قابل تأمین نمی‌باشد. دلیل این امر، ضریب عملکرد پایین چرخه‌های تبرید جذبی است. استفاده از اجکتور در چرخه تبرید جذبی، محاسن سیستم‌های تبرید جذبی و اجکتوری را جمع کرده و ضریب عملکرد بالایی را فراهم می‌کند. این مسأله، بازه نسبت فشارهای توربین گازی را که در آن انرژی حرارتی گازهای خروجی به تنهایی توانایی راه‌اندازی چرخه تبرید جذبی را دارا می‌باشند، گسترش می‌دهد و سبب عدم نیاز به منابع حرارتی خارجی می‌شود.
تحقیقات مختلفی در زمینه افزایش ضریب عملکرد چرخه‌های تبرید جذبی مختلف با بکارگیری اجکتور صورت گرفته است که در زیر به برخی از آنها اشاره می‌شود:
1) سال 1973،Kuhlen Schmit ] 5[
2) سال 1984، Chang و همکارانش ] 6[
3) سال 1988، Chen ] 7[
4) سال 1996، Sun و Eames و Aphornatana ] 8[
5) سال 1998، Wu و Eames ] 9[
6) سال 2003، Adnan Sozen ] 10[
در تحقیق حاضر، چرخه مورد مطالعه آفورناتانا و ایمز ] 8[ در سال 1996 جهت خنک‌کاری هوای ورودی توربین گازی مورد استفاده قرار گرفته است.
2- معرفی چرخه مورد مطالعه
شکل (1) چرخه توربین گازی دارای بازیاب و سیستم خنک‌کاری تبرید جذبی-اجکتوری را نشان می‌دهد. این چرخه، چرخه کلی بوده و در بررسی تأثیر خنک‌کاری هوای ورودی بر روی چرخه ساده، مبدل حرارتی بازیاب حذف می‌شود. در این چرخه، یک اجکتور بین مولد و چگالنده چرخه تبرید جذبی تک اثره قرار داده شده است. اجکتور بخار آب فشار بالای خروجی از مولد را به عنوان سیال محرک مورد استفاده قرار می‌دهد . بنابراین مولد در فشار بالاتری نسبت به چگالنده کار می‌کند. اجکتور مقداری از بخار مبرد را از تبخیرکننده کشیده و برای جذب حرارت بیشتر دوباره به تبخیرکننده می‌فرستد و به این ترتیب، سبب سرمایش بیشتر می‌شود و کارایی سیستم نسبت به سیستم تک اثره به مقدار قابل توجهی افزایش می‌یابد.
مطالعه روشهای مختلف مدلسازی اجکتور دو روش اساسی تحلیل اجکتور را نشان می‌دهد. این دو روش شامل اختلاط جریان محرک و جریان ثانویه در فشار ثابت یا مساحت ثابت است. در ادبیات فن اختلاط فشار ثابت متداول‌تر است زیرا عملکرد اجکتور در حالت اختلاط فشار ثابت بهتر می‌باشد.
3- فرضیات
در تحلیل حاضر فرضیاتی در مورد چرخه توربین گازی و چرخه تبرید جذبی ساده و اجکتوری صورت گرفته است که در ذیل به آنها اشاره می‌شود:
1) بازده پلی‌تروپیک توربین و کمپرسور به ترتیب برابر 85/0 و 90/0 قرار داده شده است.
2) گاز طبیعی متان (CH4) با ارزش حرارتی پایین kJ/kg 50010 به عنوان سوخت فرض شده و دما و فشار آن به ترتیب برابر دمای محیط و فشار اتاق احتراق در نظر گرفته می‌شود.
3) بازده احتراق 99/0 و افت فشار آن 5% منظور می‌گردد.
شامل 15 صفحه فایل word قابل ویرایش
دانلود تحقیق تأثیر استفاده از اجکتور در چرخه تبرید جذبی جهت خنک‌کاری هوای ورودی توربین گازی ساده و دارای بازیاب