بررسي اثرات ريب در افزايش آشفتگي جريان و انتقال حرارت در خنك كاري داخلي پره هاي توربين گاز

كارشناسي ارشد

توربين‌هاي گاز در صنايع مختلف كاربردهاي بسياري دارند. راندمان حرارتي و قدرت خروجي توربين‌هاي گازي با افزايش دماي ورودي به آن‌ها دستخوش تغيير شده و افزايش پيدا خواهند كرد. با توجه به محدوديت دمايي آلياژهاي مورداستفاده در ساخت پره توربين‌هاي گازي استفاده از روش‌هاي خنك كاري به‌شدت احساس مي‌شود. دوران ناشي از كار محوري پره نيز باعث به وجود آمدن پديده‌هايي همچون نيروهاي كوريوليس و بويانسي دوراني خواهد شد. بر اساس تحقيقات انجام‌گرفته، خنك كاري به روش دنده‌هاي مغشوش كننده جريان داراي ضريب انتقال حرارت بيشتري نسبت به ساير روش‌هاي خنك كاري خواهد بود. هدف از اين پژوهش بررسي تجربي و اعتبار سنجي عددي خنك كاري داخلي پره توربين گاز به روش دنده گذاري در مسير جريان در حالت ساكن و در حالت دوران مي‌باشد. در اين تحقيق ابتدا يك دستگاه آزمايش در حالت دوار باقابليت تغيير پارامترهاي مؤثر در محدوده موردمطالعه ساخته‌شده است و با انجام آزمايش‌هاي گسترده تغييرات ضريب انتقال حرارت و عدد ناسلت بررسي‌شده است. اين آزمايش‌ها در محدوده رينولدز ۴۰۰۰ تا ۱۲۰۰۰ و محدوده عدد چرخش ۰ تا 15/0 انجام‌شده است. همچنين شبيه‌سازي عددي سه‌بعدي به‌منظور اعتبار سنجي براي كانال U دستگاه آزمايشگاهي در هر دو حالت ساكن و دوار انجام‌گرفته است. نتايج نشان مي‌دهد وجود دنده گذاري در مسير جريان سبب ايجاد ناحيه چرخشي و تشكيل دنباله‌هاي جريان خواهد شد و درنتيجه انتقال حرارت افزايش پيدا خواهد كرد. تجمع هر چه بيشتر سيال خنك‌كننده بر روي لبه پسرو نسبت به لبه پيشرو موجب بهبود عملكرد حرارتي شده است.

193168

دانشگاه علم و صنعت ايران

انرژي علوم حرارتي

دكتر سيد مصطفي حسينعلي پور - دكتر غلامرضا شهرياري مقدم