شبیه سازی عددی انتقال حرارت در کانال دندانه دار پره توربین

سال انتشار: 1397
محل انتشار: فصلنامه مکانیک هوافضا، دوره: 14، شماره: 3
کد COI اختصاصی: JR_MEASEJT-14-3_002
زبان مقاله: فارسی
تعداد مشاهده: 152

نویسندگان

دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

چکیده

خنککاری پرهها از چالشهای پیشرو در توسعه توربینهای گازی است. به منظور بهبود انتقال حرارت در داخل پره، از کانالهای خنککاری استفاده میشود. استفاده از دندانههای تکرارشونده در سطوح داخل کانال تاثیر قابل توجهی بر مشخصههای جریان سیال و انتقال حرارت دارد. در مطالعه حاضر به شکل عددی به مطالعه تاثیر دندانههای تکرار شونده با گام تکرار و ارتفاع معین پرداخته شده است. برای جریانهای با اعداد رینولدز ۱۰۰۰۰ تا ۸۰۰۰۰، جریان آشفته سیال و انتقال حرارت مورد شبیه سازی قرار گرفت. روش حجم محدود مورد استفاده قرار گرفت، برای شبیهسازی آشفتگی از مدل استاندارد k – ε استفاده شد. شرط مرزی حرارتی شار حرارتی ثابت در دیواره کانال بود. مقدار شار حرارتی به نحوی تعیین گردید تا اختلاف دما بین ۱۰ تا ۱۵ درجه سانتیگراد باشد. نتایج مطالعه حاضر با نتایج تجربی موجود در شرایط مشابه مورد مقایسه قرار گرفت. ضریب افت فشار در هر دو حالت دوبعدی و سهبعدی تشابه خوبی با مقادیر تجربی داشت. ضریب انتقال حرارت که در محاسبه دوبعدی حاصل شد، تفاوت اندکی با نتایج تجربی داشت. دقت نتایج شبیهسازی سهبعدی برای ضریب انتقال حرارت در محدوده رینولدز پایین مناسب نبود، اما با افزایش عدد رینولدز به طور پیوسته بهبود یافت. مشاهده شد که حداکثر انتقال حرارت و افت فشار به ترتیب در حدود بیش از ۲۰۰% و ۳۰۰% افزایش پیدا کرد. از دلایل افزایش انتقال حرارت میتوان به ایجاد جریانهای ثانویه و ایجاد گسستگی در رشد لایه مرزی اشاره نمود.

کلیدواژه ها

انتقال حرارت جابه جایی, کانال, دینامیک سیالات محاسباتی, دندانه, بهبود انتقال حرارت

اطلاعات بیشتر در مورد COI

COI مخفف عبارت CIVILICA Object Identifier به معنی شناسه سیویلیکا برای اسناد است. COI کدی است که مطابق محل انتشار، به مقالات کنفرانسها و ژورنالهای داخل کشور به هنگام نمایه سازی بر روی پایگاه استنادی سیویلیکا اختصاص می یابد.

کد COI به مفهوم کد ملی اسناد نمایه شده در سیویلیکا است و کدی یکتا و ثابت است و به همین دلیل همواره قابلیت استناد و پیگیری دارد.