طراحي و ساخت دستگاه تست دوار خنك كاري داخلي پره توربين گاز

كارشناسي ارشد

توربين¬هاي گاز براي جلوبرندگي هواپيماها و ژنراتورهاي توليد قدرت زميني و كاربردهاي صنعتي ديگر مورداستفاده قرار مي¬گيرند. بازده حرارتي و قدرت خروجي توربين گاز با افزايش دماي ورودي روتور توربين گاز افزايش مي¬يابد . با توجه به محدوديت دمايي آلياژهاي مورداستفاده در ساخت توربين¬هاي گاز، به راه¬حلي براي كاهش دماي اجزاي توربين به‌خصوص پره¬هاي توربين نياز است. خنك¬كاري پره¬هاي توربين به‌صورت داخلي و خارجي انجام مي¬شود. در خنك¬كاري داخلي با عبور سيال سرد از درون پره¬ها دماي آن¬ها كاهش مي¬يابد. با توجه به ماهيت عملكردي توربين¬گاز سيال عبوري از كانال خنك¬كاري تحت تاثير نيروي كوريوليس و گريز از مركز ناشي از دوران پره توام با نيروي بويانسي ناشي از انتقال حرارت مي¬باشد. از طرفي به دليل ذات پره¬هاي توربين¬گاز كانال¬هاي خنك¬كاري نسبت به محور دوران داراي زاويه¬باشند. 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 توجه به نتايج در عدد چرخش 1/0 و حالت بدون زاويه كانال نسبت به محور دوران انتقال حرارت در لبه حمله %5 كاهش، و در لبه فرارتا %20 افزايش مي¬يابد، و ميانگين عدد ناسلت افزايش مي¬يابد. در حالت زاويه 45+ و عدد چرخش 1/0 در لبه حمله %2 افزايش و در لبه فرار %8 افزايش عدد ناسلت را گواه است، در حالت زاويه 45- ، عدد ناسلت در لبه حمله %5 افزايش و در لبه فرار %2 كاهش مي-يابد. با توجه به شرايط واقعي كاركرد پره توربين گاز و استفاده از روش¬هاي نوين خنك¬كاري مي¬توان به بالاترين ميزان خنك¬كاري به همراه كمترين تنش حرارتي در پره¬هاي توربين¬گاز دست يافت.

190730

دانشگاه علم و صنعت ايران

هوافضا - پيشرانش

دكتر سيد مصطفي حسينعلي پور