26191

بررسي ديناميك سياالت ناپايا در آب بندهاي روتور (Seal Rim) در توربين هاي گاز

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك

1400/10/24

دكتر حسينعلي پور

مكانيك

امروزه با توجه به استفاده روزافزون از توربين گاز بهينه‌سازي اين تجهيزات از اهميت بسيار بالايي هم در كاهش مصرف سوخت و هم در جلوگيري از آلودگي محيط‌زيست برخوردار است. با توجه به تعدد آب بندهاي روتور در توربين گاز و نقش به سزاي آنان در عملكرد توربين، بررسي جريان و انتقال حرارت در اين بخش حائز اهميت است؛ اما به دليل دسترسي سخت به آن و همين‌طور هزينه‌هاي بالاي آزمايش‌هاي تجربي و تهيه مدل آزمايشگاهي، استفاده از ديناميك سيالات محاسباتي به‌عنوان راه جايگزين معرفي مي‌گردد. در اين رساله به بررسي پديده‌هاي موجود در اين ناحيه و عوامل مؤثر بر شكل جريان و ميزان بازدهي آب بندي آب بندهاي توربين گاز كه توسط ديناميك سيالات محاسباتي پيش‌بيني شده است، پرداخته شده و نتايج به‌دست‌آمده با نتايج تجربي مقايسه شده است. هدف از انجام اين پروژه درك بهتر از وقايع و پديده هاي موجود در آب بندهاي توربين گاز است. نتايج حاصل از اين تحقيق نشان ميدهد كه براي دستيابي به فيزيك پيچيده جريان در اين ناحيه بايد از شبيه سازي هاي ناپاياي سه بعدي با حضور هر دو رديف روتور و استاتور استفاده نمود. با توجه به نتايج به دست آمده آب بندهاي دوگانه تا 30 درصد بازدهي آب بندي بالاتري نسبت به آب بندهاي تكي دارند و آب بندهاي تكي محوري، حدود 10 درصد از آب بندهاي تكي شعاعي بهتر عمل مي كنند. علاوه بر آن روش جديد پيشنهاد شده در كار حاضر قابليت مقايسه ي سريع هندسه هاي مختلف از نظر عملكرد آب بندي را ارائه مي دهد. همچنين اين روش امكان تخمين مناسب بازدهي آب بندي هر نوع هندسه را در تمامي دبي هاي جرمي بااستفاده از نتايج شبيه سازي تنها در دو نقطه فراهم ميسازد. علاوه بر آن بازدهي آب بندي به دست آمده با استفاده از شبيه سازي هاي وابسته به زمان نسبت به بازدهي هاي آب بندي به دست آمده با استفاده از شبيه سازي هاي پايا حدود 2 تا 3 درصد پايين تر مي باشد. بازدهي آب بندي به دست آمده بر مبناي غلظت، حد پاييني براي بازدهي آب بندي بر مبناي فشار مي باشد.

1400/11/09

Transient Simulation of Gas Turbines Rim Seals

1/14/2023 12:00:00 AM

Nowadays, optimizing gas turbines is very important regarding to daily growth of using them, both in fuel consumption reduction and preventing environment pollution. As there are many rim seals in gas turbine, and their role is inevitable, investigation of flow field and heat transfer in this area is very important. However, as they are difficult to reach and huge costs of experimental studies and preparing models, using computational fluid dynamics is a great alternative. The phenomena occurred in this location and the parameters influencing the flow field and heat transfer is discussed in this thesis. The results achieved from computational fluid dynamics are compared with those achieved from experimental studies. As results show, in order to achieve more precise data, it is needed to do 3-D, transient simulations with geometries consisting of both rotors and stators.

ديناميك سيالات محاسباتي , بازدهي آب بندي , آب بندهاي روتور , حفره چرخان

Computational Fluid dynamics , Sealing effectiveness , Rim Seals , Rotating Cavity

سپهر عليزاده عطار

دكتر حسينعلي پور