بررسی عددی اثر فشار جریان بر طراحی سیستم خنک کاری با جداره آبی دیفیوزر با ابعاد بزرگ و شارهای حرارتی بالا

هدف پژوهش حاضر ارزیابی عملکرد سیستم خنک کاری جداره آبی برای محافظت حرارتی دیفیوزر فلزی شبیه ساز ارتفاع بالا با ابعاد بزرگ و شار حرارتی بالا در بازه وسیعی از تغییرات فشار کاری سیال خنک کننده می باشد. بدین منظور با استفاده از کد محاسباتی توسعه داده شده، پارامترهای سیستم خنک کاری جداره آبی بر اساس توزیع شار حرارتی معین در طول دیفیوزر، طوری انتخاب می شوند که علاوه بر ارضای شرایط دمایی بدنه فلزی، افت فشار کل نیز در بازه مطلوب قرار گیرد. در ادامه قابلیت کد عددی توسعه یافته برای طراحی و بررسی عملکرد سیستم خنک کاری در فشار کاری ۳ تا ۵۰ بار و شارهای حرارتی بالا تا ۵/۳ مگاوات بر متر مربع با محدودیت دبی جرمی مصرفی مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی های حاضر نشان می دهد که انتخاب مناسب فشار کاری در طراحی سیستم خنک کاری مخصوصا در جذب شار حرارتی بالا اهمیت زیادی دارد و در انتخاب بهینه دبی جرمی مصرفی و ابعاد بهینه سیستم خنک کاری موثر است، به طوری که افزایش فشار کاری از ۳ بار به ۱۰ بار، علاوه بر کاهش قابل توجه ابعاد سیستم خنک کاری، باعث کاهش ۷۵ درصدی دبی جرمی مصرفی می شود.

Keywords:

خنک کاری جداره آبی , دیفیوزر فلزی , فشار کاری , شار حرارتی بالا , الگوریتم طراحی