مطالعه ی عددی جهت بهبود عملکرد حرارتی برای خنک کاری داخلی توربین گاز در کانال های چهار گذره

این مطالعه با هدف انجام شبیه سازی سه بعدی سیستم خنک کاری داخلی توربین گاز برای حالت ثابت و چرخان در ناحیه میانی کانال های صاف چهارگذره جهت ارزیابی جریان سیال و انتقال گرمای آشفته انجام شده است. هندسه خم به حالت U-شکل تغییر کرده و پره راهنما در ناحیه خم به منظور افزایش عملکرد کلی کانال خنک کننده نصب شده است. نتایج معادلات حاکم با استفاده از مدل آشفتگی تنش رینولدز به دست آمده است. کانال های خنک کننده در سه عدد رینولدز مختلف از ۲۰۰۰۰ تا ۶۰۰۰۰ و عدد چرخش ۱۳/۰ شبیه سازی شده است. تاثیر پره ی راهنما در ناحیه ی خم U-شکل، علاوه بر کاهش ناحیه ی حباب جدایش و چرخش سیال در جریان بالا دست خم، باعث ساختار جریان یکنواخت تر در ناحیه خم و گذرگاه بعدی می شود. بطوری که اصلاح خم و استفاده از پره هدایتگر جریان نسبت به هندسه مبنا در حالت ثابت افت فشار و ضریب عملکرد حرارتی را به ترتیب در حدود۴/۱۳% کاهش و ۵/۲۲% افزایش می دهد. اثرگذاری پره راهنما بر میزان انتقال گرما در حالت چرخان محسوس نمی باشد، اما به دلیل کاهش افت فشار سبب افزایش میزان ضریب عملکرد حرارتی تا ۴/۹% خواهد شد.

کلیدواژه ها:

توربین گاز ، خنک کاری داخلی ، کانال های چهار گذره ، مدل توربولانسی تنش رینولدزی ، پره ی راهنما ، عملکرد حرارتی