شبیه سازی عددی جریان در ژنراتور هیدرودینامیک مغناطیسی و بررسی اثر آن بر تولید همزمان حرارت و توان الکتریکی در سیکل ترکیبی سه گانه

در تحقیق حاضر، شبیه سازی جریان هیدرودینامیک مغناطیسی( Magneto Hydro Dynamic) فروصوت در ژنراتور هیدرودینامیک مغناطیسی صورت گرفته و اثر آن بر راندمان و توان الکتریکی سیکل ترکیبی سه گانه بررسی شده است. کانال فارادی دو بعدی مقطع ثابت با الکترودهای گسسته به عنوان ژنراتور هیدرودینامیک مغناطیسی در نظر گرفته شده است. جریان هیدرودینامیک مغناطیسی، ایده آل و با رینولدز مغناطیسی پایین در نظر گرفته شده که برای شبیه سازی آن از نرم افزاز فلوئنت ( FLUENT ) استفاده شده است. سیکل ترکیبی سه گانه پیشنهادی در تحقیق حاضر شامل سیکل باز ژنراتور هیدرودینامیک مغناطیسی به عنوان مولد بالادستی، سیکل توربین گاز به عنوان سیکل میانی و چرخه توربین بخار به عنوان سیکل پایین دستی می باشد. با نرم افزار متلب ( MATLAB ) یک کد برای روابط ترمودینامیکی حاکم بر سیکل ترکیبی سه گانه نوشته شده و عملکرد سیکل بر پایه ی ژنراتور هیدرودینامیک مغناطیسی تجزیه و تحلیل شده است. استفاده از ژنراتور هیدرودینامیک مغناطیسی در سیکل ترکیبی سه گانه تنها برای تولید توان الکتریکی منطقی نمی باشد و باید برای تولید همزمان حرارت و توان الکتریکی به کار برده شود. در همین راستا علاوه بر استفاده از حرارت خروجی از ژنراتور برای سیکل های پایین دستی، استفاده از آن حرارت برای پیش گرم کردن هوای مورد نیاز محفظه احتراق تاکید می شود. نتایج نشان می دهد که برای ژنراتور ام.اچ.دی مقطع ثابت فروصوت حالت بهینه در ماخ 0/3 تا 0/4 تحت شدت میدان مغناطیسی 4 تا 6 تسلا اتفاق میافتد؛ نسبت استخراج آنتالپی ژنراتور ام.اچ.دی در ماخ 0/3 و شدت میدان مغناطیسی 6 تسلا به 312/22 درصد می رسد که این ژنراتور راندمان سیکل ترکیبی سه گانه را به 63/59 درصد می رساند.

کلیدواژه ها:

ژنراتور ام.اچ.دی فارادی ، سیکل باز ام.اچ.دی ، سیکل ترکیبی سه گانه ، شرط مرزی الکترود ، پارامتر موثر ، جریان ام.اچ.دی مادون صوت