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

كارشناسي ارشد

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.

210544

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي مكانيك

دكتر حسينعلي پور