پدیده نوسان در جریان خنک کاری پره توربین گاز و تاثیر آن بر توزیع دما

خنک کاری داخلی پره های توربین گاز همواره تحت جریان نوسانی قرار می گیرد. یکی از علت های این نوسان به دلیل حرکت نسبی پره های ساکن و متحرک در سمت کمپرسور می باشد. مطالعه حاضر اثر نوسان در دبی جرمی خنک کاری را بر توزیع دمای پره توربین گاز بررسی می کند. پره مورد مطالعه، پره ناسا سی تری ایکس (C۳X) است. برای ساده سازی مسئله تنها کانال خنک کاری در موقعیت لبه حمله پره، جایی که پره بیشترین تبادل حرارت را با گاز داغ دارد، به روش انتقال حرارت مزدوج مورد مطالعه قرار گرفت. معادلات ناویر-استوکس تراکم پذیر و گذرا با متوسط گیری فاور، معادلات حاکم بر مسئله را تشکیل می دهند. ایجاد نوسان به صورت موج مربعی، با قطع و وصل دبی خنک کننده انتخاب شد. نتایج در فرکانس های ۶۰، ۵۰۰، ۲۰۰۰، ۳۲۰۰، ۴۰۰۰ و ۵۰۰۰ هرتز ارائه شده است. مقایسه دمای دیوارههای داخلی و خارجی با نتایج حالت پایا نشان داد که با افزایش فرکانس، توزیع دما به سمت یک توزیع ثابت می رود که این توزیع ثابت بسیار نزدیک به توزیع دمای با دبی متوسط است (متوسط مقدار قطع و وصل نوسان). نتایج حاصل از این تحقیق به عنوان یک کاربرد مهندسی می تواند مورد توجه طراحان قرار گیرد و از داغ شدن بیش از حد پره توربین جلوگیری نماید.

کلیدواژه ها:

خنک کاری نوسانی ، انتقال حرارت مزدوج ، پره C۳X ، متوسط گیری فاور ، خنک کاری پره توربین گاز