طراحي و ساخت مجموعه دستگاه دوار تست خنك‌اري جابجايي پره توربين گاز

كارشناسي ارشد

يكي از معايب توربين گاز بازدهي حرارت پايين آن است. با افزايش دماي ورودي به توربين در توربين¬هاي گاز مي¬توان مقدار بازدهي حرارت را افزايش داد. مهم¬ترين محدوديت در افزايش دماي ورودي به توربين جنس مواد مورد استفاده در ساخت پره‌هاي توربين است كه قابليت تحمل دماهاي مشخصي را دارند. براي افزايش بيشتر دماي ورودي به توربين و همچنين عدم تجاوز از دماي قابل تحمل براي سطح پره، از روش‌هاي خنك¬كاري پره¬هاي توربين استفاده مي‌شود. يكي از روش‌هاي خنك‌كاري در پره توربين گاز، خنك‌كاري جابجايي است. براي بررسي خنك‌كاري جابجايي در پره توربين گاز در دانشگاه‌هاي مختلف دنيا تعدادي دستگاه آزمايش ساخته شده است كه با استفاده از آن‌ها روابط خنك‌كاري براي المان‌هاي مختلف توليدكننده اغتشاش استخراج مي‌شود. به دليل وجود عدم اطمينان از روابط منتشر شده براي خنك‌كاري المان‌هاي توليدكننده اغتشاش و وجود خطا در اين روابط كه در برخي موارد توسط سازندگان توربين گاز تا 100 درصد گزارش شده است، در اين پژوهش يك دستگاه تست براي بررسي صحت اين روابط ساخته مي‌شود. اين پايان‌نامه به بررسي، طراحي مفهومي و در نهايت ساخت يك دستگاه تست دوار خنك‌كاري جابجايي پره توربين مي‌پردازد. كانال اصلي آزمايش شامل يك كانال با مقطع مربعي است كه المان‌هاي توليد كننده اغتشاش بر ديواره‌هاي جانبي آن قرار مي‌گيرند. شار حرارت با استفاده از تعدادي هيتر بر ديواره‌هاي جانبي اعمال مي‌شود و از طرف ديگر با ايجاد جريان سيال خنك‌كننده در اين كانال اين ديواره‌ها خنك‌كاري مي‌شوند. اين دستگاه مي‌تواند آزمايش‌ها را در محدوده‌ي رينولدز 5000 تا 120000 و محدوده‌ي عدد چرخش 0 تا 5/0 انجام دهد. با استفاده از اين دستگاه مي‌توان صحت روابط منتشر شده در منابع براي خنك‌كاري المان‌هاي توليدكننده مختلف اغتشاش را بررسي كرد. پس از انجام تست‌هاي مربوط به بررسي خنك‌كاري، نتايج به دست‌آمده با نتايج ارائه شده در منابع مطابقت داشتند. بررسي اثرات دوران بر خنك‌كاري نشان مي‌دهند كه دوران باعث افزايش انتقال حرارت در ديواره لبه‌ي فرار به ميزان 20 درصد و كاهش آن در ديواره لبه‌ي حمله به ميزان 15 درصد مي‌شود. واژه‌هاي كليدي: خنك‌كاري، توربين گاز، دستگاه، انتقال حرارت

190363

دانشگاه علم و صنعت ايران

تبديل انرژي

دكتر سيد مصطفي حسينعلي پور