مطالعه عددی اثرات پارامترهای مختلف سوراخ های خنک کاری بر عملکرد حرارتی (راندمان حرارتی یا راندمان خنک کاری) توربین گاز

افزایش دمای سیال خروجی از محفظه احتراق میتواند آثار مخربی بر روی تجهیزات پاییندست آن ازجمله پره های توربین داشته باشد. روشهای خنک کاری متعددی به منظور محافظت از قطعات توربین در برابر دمای بالای سیال ورودی استفاده میشود. یکی از سامانه های محافظتی در برابر دمای بالا، استفاده از جریان ثانویه خنک کننده از طریق سوراخهایی است که میتواند تاثیر خوبی بر افزایش انتقال حرارت و خنک کردن جریان عبوری از محفظه احتراق ایفا کند. در این مقاله، به مطالعه ی عددی اثرات پارامترهای مختلف سازوکار سوراخهای خنک کاری با جریان ثانویه بر روی راندمان لایه خنک کننده سطح توربین در یک سیلندر مکعب مستطیلی پرداخته میشود. نتایج حاصل، مطابقت خوب نتایج حاصل از شبیه سازی عددی با نتایج آزمایشگاهی را نشان میدهد. بر طبق یافته های حاصل از شبیه سازی عددی، افزایش تراکم سوراخهای خنک کاری (در عرض ثابت) و افزایش قطر روزنه تزریق هوای خنک کاری، راندمان آدیاباتیک خنک کاری را افزایش میدهد. همچنین بیشینه مقادیر راندمان خنک کاری در زوایای کوچکتر از 20 درجه رخ میدهد. با افزایش زاویه، راندمان به طور ناگهانی کاهش ومجددا0افزایش مییابد. با افزایش دبی جریان خنک کاری، راندمان سیر افزایشی و سپس کاهشی را تجربه میکند. در این حالت بیشینه مقدار راندمان در دبی بی بعد 0,3 اتفاق میافتد.

کلیدواژه ها:

محفظه احتراق ، مطالعه عددی ، توربین ، خنک کاری لایه ای ، راندمان آدیاباتیک خنک کاری.