طراحی چیدمان غیریکنواخت منفذهای بیضی شکل جهت خنک کاری لایه ای یک صفحه تخت

توربین های گاز در موتورهای جت، نیروگاه های تولید برق و دیگر مصارف صنعتی کاربرد دارند. برای افزایش کارایی توربین های گاز نیاز به افزایش دمای گازهای احتراق در ورودی به توربین می باشد. لذا محفظه احتراق و پره های توربین نیاز به خنک کاری جهت محافظت در برابر بارهای حرارتی وارده را دارند. یکی از رایج ترین روش های حفظ پره ها و بدنه محفظه احتراق، روش خنک کاری لایه ای می باشد که در آن لایه ای از جریان خنک کاری بین سطح و جریان گاز داغ عبوری ایجاد می گردد تا گاز داغ خروجی از محفظه احتراق و ورودی به توربین موجب از بین رفتن پره نگردد. در مقاله حاضر با استفاده از روش حجم محدود، خنک کاری لایه ای روی یک صفحه تخت بر اساس یک مدل تجربی موجود مورد تحلیل عددی قرار گرفته است. جریان به صورت سه بعدی، پایا، تراکم ناپذیر، لزج، آشفته و تک فاز در نظر گرفته شده است. معادلات حاکم بر جریان سیال، معادلات پیوستگی، مومنتوم و انرژی می باشند و همچنین مدل آشفتگی مورد استفاده، مدل k -ϵ Realizable می باشد. در این تحقیق خنک کاری لایه ای بوسیله دو و سه ردیف منفذ بیضی شکل با مقاطع a/b=3,a/b=2 و زاویه تزریق 35 درجه و نسبت دمش 0/75 روی یک صفحه تخت بررسی شده به صورتی که فاصله ی بهینه بین ردیف های منفذها را به گونه ای بیابیم که اثربخشی خنک کاری لایه ای بیشینه شود. در خنک کاری صفحه توسط دو ردیف سوراخ با مقطع بیضوی، هرچه ردیف دوم به ردیف اول سوراخ ها نزدیک تر باشد، به دلیل پوشش فاصله (عرضی) بین سوراخ های ردیف اول، اثربخشی موثرتر می باشد. در خنک کاری توسط سه ردیف سوراخ خنک کاری با مقطع بیضوی، با افزایش فاصله ی بین ردیف دوم و سوم (در یک فاصله بهینه) اثربخشی موثرتر می باشد.

کلیدواژه ها:

توربین گاز ، خنک کاری لایه ای ، نسبت دمش ، منفذهای بیضی شکل ، اثربخشی