Εμβάθυνση στη μοντελοποίηση λέβητα ανάκτησης θερμότητας και εφαρμογή σε συνδυασμένο κύκλο - Κατσούλη, Μαρία (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ρευστών. Εργαστήριο Θερμικών Στροβιλομηχανών, 2016)
Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η μοντελοποίηση των συνιστωσών ενός Λέβητα Ανάκτησης Θερμότητας (ΛΑΘ) λαμβάνοντας υπόψη τη γεωμετρία, την φάση του εργαζόμενου μέσου και την κατάσταση υγείας τους, με στόχο την ακριβέστερη μοντελοποίηση μονάδων συνδυασμένου κύκλου. Αρχικά, αναπτύχθηκε ένα απλοϊκό μοντέλο προσομοίωσης όπου ο ολικός συντελεστής μεταφοράς θερμότητας, υπολογίζεται με βάση μια τιμή αναφοράς και την παροχή του καυσαερίου. Η απαίτηση της γνώσης του συντελεστή στις συνθήκες αναφοράς καθώς και οι βαθμιαία αυξανόμενες αποκλίσεις του απλοϊκού μοντέλου μακριά από το σημείο σχεδίασης, δημιούργησαν την ανάγκη ανάπτυξης ενός αναλυτικότερου μοντέλου. Για το σκοπό αυτό, πραγματοποιήθηκε αρχικά εκτενής βιβλιογραφική ανασκόπηση με έμφαση στις σχέσεις υπολογισμού του ολικού συντελεστή μεταφοράς θερμότητας, λαμβάνοντας υπ’ όψιν τη γεωμετρία των εναλλακτών, τα φαινόμενα μεταφοράς θερμότητας που λαμβάνουν χώρα σε κάθε συνιστώσα και την κατάσταση υγείας του ΛΑΘ. Στη συνέχεια, πραγματοποιήθηκε η μοντελοποίηση των συνιστωσών στο υπολογιστικό πρόγραμμα PROOSIS. Για την πιστοποίηση της ορθής λειτουργίας του μοντέλου, αρχικά πραγματοποιήθηκαν παραμετρικές μελέτες, μεταβάλλοντας τις βασικές παραμέτρους εισόδου του μοντέλου. Παράλληλα, έγιναν συγκρίσεις των αποτελεσμάτων του μοντέλου με διαθέσιμα δεδομένα από εγχειρίδιο κατασκευαστή σύγχρονης μονάδας συνδυασμένου κύκλου. Στη συνέχεια, δημιουργήθηκε λέβητας μιας πίεσης με σκοπό την σύγκριση των αποτελεσμάτων του αναλυτικού και του απλοϊκού μοντέλου. Χρησιμοποιήθηκαν και σε αυτή την περίπτωση δεδομένα από το εγχειρίδιο του κατασκευαστή για δυο περιπτώσεις λειτουργίας, στο 80% και στο 50% του συνολικού φορτίου της μονάδας. Στη συνέχεια αναπτύχθηκε το συνολικό μοντέλο του ΛΑΘ τριών πιέσεων της μονάδας χρησιμοποιώντας τόσο το αναλυτικό όσο και το απλοϊκό μοντέλο, τα οποία βαθμονομήθηκαν χρησιμοποιώντας πραγματικές μετρήσεις, μέσω διαδικασίας βελτιστοποίησης. Για την πιστοποίηση του μοντέλου πραγματοποιήθηκαν προσομοιώσεις για ένα εύρος λειτουργίας από το 100% μέχρι το 60% του φορτίου. Τέλος, πραγματοποιήθηκαν μελέτες για την επίδραση των επικαθίσεων εσωτερικά και εξωτερικά των σωλήνων του ΛΑΘ στον ολικό συντελεστή μεταφοράς θερμότητας για κάθε συνιστώσα αλλά και στις συνολικές επιδόσεις του ΛΑΘ.