موتورهای احتراق داخلی موتورهای حرارتی هستند که انتقال حرارت نقش بسیار مهمی در عملکرد و بازده آن ها ایفا می کند. در یک موتور احتراق داخلی، سیستم خنک کاری مسوول دفع حرارت اضافی موتور است. سیستم خنک کاری یک موتور احتراق داخلی از اجزای زیادی تشکیل شده اند که راهگاه خنک کاری بلوک سیلندر و سرسیلندر یکی از آن هاست. در این مقاله تاثیرات طراحی جدید موقعیت ورودی و خروجی خنک کننده بر روی توزیع دمای بدنه موتور و توان پمپ مورد بررسی قرار می گیرد. معادلات جریانی و حرارتی به صورت عددی حل می شوند. پس از شبیه سازی و صحه گذاری جریان خنک کننده در راهگاه خنک کاری، تغییراتی در موقعیت ورودی خنک کننده در نظر گرفته می شود. نتایج به دست آمده نشان می دهد که اختلاف فشار و دبی جریان خنک کننده با در نظر گرفتن این تغییرات کاهش می یابد. ایده مطرح شده در این مقاله می تواند گام مهمی در راستای رسیدن به خنک کاری هوشمند موتورهای احتراق داخلی تلقی گردد.

برج خنک کننده بتنی سازه ای هذلولی است که در صورت عدم دقت کافی در هنگام اجرای آن شعاع و ضخامت پیوسته اجرا شده با شعاع و ضخامت پیوسته طراحی شده تفاوت خواهد داشت. این اختلاف در صورتی که شدید باشد باعث بروز رفتار نامناسبی در حین بهره برداری از برج می شود که در حین طراحی در نظر گرفته نمی شود. استفاده از مدل سه بعدی شکست بتن و استفاده از المانهایی که قدرت ترک خوردگی در سه جهت دلخواه را دارند، به همراه تاثیر اعوجاجها در مدل سازی برج نشان می دهد که در پوسته اعوجاج یافته در پایان بارگذاری ثقلی و حرارتی ترکهای ضخامتی ایجاد می شود که باعث جدا شدن درون و بیرون پوسته می شود. تعداد این ترکها با افزایش اعوجاج افزایش می یابد. این افزایش بخصوص زمانی تشدید می گردد که تجمع اعوجاجها در یک منطقه از برج به گونه ای باشد که یک انحراف شعاعی حداکثر بصورت تورفتگی و بیرون آمدگی پشت سر هم ایجاد شود. از آنجا که هیچ آرماتوری برای مقابله با این ترکها وجود ندارد لذا می بایست از بروز آنها جلوگیری بعمل آید که اینکار با توجه به میزان دقت ساخت برجها با اصلاح ترکیب بارگذاری و افزایش ضریب بار حرارتی در حین طراحی برج امکان پذیر می باشد.

برج های هلر از رایج ترین انواع برج های خنک کن نیروگاه ها می باشند که تغییرات شرایط جوی نظیر وزش باد بر روی راندمان حرارتی آنها بسیار تاثیر گذار است. با توجه به رویکرد کلی شرکت های طراح سیستم های خنک کننده، امروزه در نیروگاه های واقع در مناطق خشک استقبال بیشتری از کندانسور های هوایی به چشم می خورد. در برج های هلر با توجه به فضای خالی بدون استفاده درداخل آنها، در این پژوهش به جای پیشنهاد جایگزینی کندانسور های هوایی، مدل هیبریدی هلر-کندانسور های هوایی پیشنهاد شده است که در آن با حذف کندانسور از سیکل ترکیبی، بخار خروجی از توربین مستقیما وارد رادیاتور های کندانسور های هوایی بدون فن که در داخل برج هلر تعبیه شده اند، شده و با مکانیزم مکش طبیعی، چگالش می یابد. مدل پیشنهادی در دو آرایش عمود و موازی جهت باد از کندانسورهای هوایی ارایه شده است که جریان اطراف مدل با فرض تراکم ناپذیر بودن جریان توسط معادلات پیوستگی، مومنتوم، انرژی و معادلات آشفتگی به صورت سه بعدی و در دو حالت عدم وزش باد و وجود وزش باد در 8 سرعت بررسی شده است. پس از بررسی های انجام شده عملکرد برج هیبریدی با سیستم خنک کاری واقعی نیروگاه فارس مقایسه شده و نشان داده شده است که برج خنک کن پیشنهادی در حالت عدم وزش باد، 25% نسبت به سیستم خنک کاری عملکرد بهتری داشته و در شرایط وزش باد نیز در سرعت های کمتر از m/s5/ 12 در دو آرایش افقی و عمودی از کندانسور های هوایی عملکرد بهتری داشته است. با مقایسه عملکرد دو آرایش معرفی شده، آرایش عمودی به عنوان گزینه مناسب معرفی شده است.

1در این تحقیق، یک برج خنک کن مکانیکی آزمایشگاهی بررسی شده است تا نحوه عملکرد برج خنک کن در شرایط مختلف بدست آید و به توان بهترین حالت برای بیشترین بازده را ایجاد نمود. ابتدا به کمک روابط مرکل مشخصه برج خنک کن بدست می آید که مشخصه برج معیاری از عملکرد برج می باشد. هرچه بتوان میزان مشخصه را افزایش داد، عملکرد برج نیز بهتر می شود. سپس دمای آب در ارتفاع های مختلف برج بدست آمده است که نشان می دهد در بالای برج خنک کن، کاهش دمای آب بیشتر است. همچنین مشخصه برج در نقاط مختلف برج خنک کن رسم شده است که از بالا بودن مشخصه برج در بالای برج خنک کن حکایت می کند. سپس تغییرات مشخصه برج نسبت به دمای آب ورودی نشان داده شده است که هرچه دمای آب ورودی افزایش یابد مشخصه برج نیز بیشتر می شود. سپس تاثیر نسبت دبی آب به دبی هوا روی مشخصه برج ارائه شده که با هم نسبت عکس دارند و در نهایت رابطه مشخصه برج برای این برج خنک بدست آمده است.