7248

انتقال حرارت فيلمي(قشري) در توربين هاي گاز

كارشناسي

مهندسي مكانيك

1399

دكتر سيد مصطفي حسينعلي پور

1400/03/17

مهندسي مكانيك

Film Cooling on Gas Turbines

استفاده گسترده از توربين‌هاي گاز در صنعت، مهندسان را وادار به افزايش راندمان آنها كرده است. افزايش دماي ورودي توربين، منجر به افزايش راندمان و توان آن مي‌شود، اما اين كار با محدوديت‌هاي متالوژيكي همراه است و به همين منظور استفاده از روش‌هاي خنك‌كاري جهت دستيابي به عملكرد بهتر، الزاميست. خنك‌كاري لايه‌اي يكي از موثرترين روش‌ها جهت حفاظت از پره‌هاي توربين و افزايش عمر مفيد آنها است. در تحقيق حاضر تاثير پارامترهاي مختلف بر اثربخشي خنك‌كاري لايه‌اي مورد مطالعه قرار گرفته است. وجه تمايز اين تحقيق، بررسي و مقايسه جت تزريق خنك‌كننده رو به جلو و رو به عقب مي‌باشد. بدين منظور مدل‌سازي عددي ميدان جريان و دما بر روي صفحه تخت به كمك نرم افزار انسيس فلوئنت و با استفاده از مدل آشفتگي Realizable k-ε در سه نسبت چگالي 1.2، 1.6و 2.0 و نسبت دمش 0.25 تا 1.0 در در دو حالت جت تزريق رو به جلو و رو به عقب انجام شده است. داده‌هاي حاصل از حل عددي تطابق قابل قبولي با نتايج تجربي نشان مي‌دهند. مقايسه ميان نتايج حاصل از شبيه‌سازي جت تزريق رو به جلو و رو به عقب نشان مي‌دهد كه اثربخشي خنك‌كاري لايه‌اي جت تزريق رو به جلو در نسبت دمش‌هاي پايين، بيشتر است اما ميزان پخش‌شوندگي جت تزريق رو به عقب، بيشتر از جت تزريق رو به جلو مي‌باشد؛ به‌گونه‌اي كه در نسبت دمش 1.0 اين ميزان پخش‌شوندگي در جت روبه‌عقب به بيش از 40 برابر افزايش يافته است. همچنين نتايج نشان مي‌دهد كه يكي از موثرترين پارامترها در اثربخشي خنك‌كاري لايه‌اي، نسبت شار مومنتوم مي‌باشد؛ به‌گونه‌اي كه افزايش آن بيش از 0.7 منجر به جداشدن كامل جت سيال خنك‌كاري از ديواره و افت اثربخشي خنك‌كاري لايه‌اي بر‌روي ديواره مي‌شود.

خنك كاري لايه اي , اثربخشي خنك كاري لايه اي , صفحه تخت , ديواره , مدل سازي عددي , توربين