13967

13967

تحليل عددي جريان در توربين فشار بالاي موتور توربوفن در حالت هاي طرح و خارج طرح و بررسي اثرات ميزان درز نوك پره ها بر عملكرد آن

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

دي ماه 1393

دي ماه 1393

دكتر رضا تقوي زنوز

مكانيك

چكيده با توجه به وجود اجتناب ناپذير درز نوك در رديف پره¬هاي رتور توربوماشين¬ها لزوم بررسي و شناخت اثرات آن بر عملكرد آن¬ها از اهميت بالايي برخوردار است. روش¬هاي ديناميك سيالات محاسباتي براي شبيه¬سازي عددي جريان در پره¬هاي رتورابزار مناسبي براي اين مطالعات محسوب مي¬گردند. در اين پايان¬نامه ابتدا به بررسي روش¬هاي كنترل جريان درز نوك پرداخته شده و روش¬هاي فعال و غير فعالِ استفاده شده براي كنترل و كاهش اثرات اين جريان معرفي شده¬اند. روش فعال كنترل جريان درز نوك توربين فشار بالا ياHPTACC كه در توربين فشار بالاي موتور توربوفن مورد نظر استفاده شده، مورد برررسي قرار گرفته است. سپس شبيه¬سازي عددي جريان در طبقه توربين فشار بالاي مورد نظر بدون در نظر گرفتن درز نوك پره رتور، در نرم افزار ANSYS انجام شده و منحني عملكرد و ساير نمودارها و كانتورهاي مورد نياز شامل عدد عدد ماخ، فشار و دما استخراج شده¬اند. شبيه¬سازي با وجود درز نوك نيز انجام شده و نتايج بدست آمده با حالت بدون درز نوك مقايسه شده¬اند. نتايج نشان مي¬دهد كه براي اندازه يك درصدي نسبت ارتفاع درز به ارتفاع گذرگاه، بازده كاهش يك درصدي داشته و نسبت فشار نيز كاهشي كمتر از يك درصد دارد. دبي جرمي در ناحيه درز براي اندازه درزهاي مختلف بدست آمده كه بين 1-4 درصد دبي جرمي جريان اصلي متغير است. اين دبي نشتي، بدون انجام كار از قسمت بالاي پره رتور عبور كرده و در توليد توان مفيد توربين نقشي ندارد كه باعث كاهش توان كل توليدي و بازدهي كلي توربين مي¬شود. در انتها مسئله براي حالات خارج طرح هم بررسي شده و نتايج نشان دهنده اين بوده كه حالت Cruise بازده بيشتر و عملكرد بهتري نسبت به حالت طرح Take off داشته است. واژه‌هاي كليدي:توربين گاز، جريان درز نوك رتور، HPTACC ، كنترل جريان درز نوك