توسعه الگوریتم محاسباتی تحلیل انتقال حرارت مزدوج در خنک کاری داخلی پره توربین

در این مقاله یک الگوریتم نیمه تحلیلی تجربی برای تحلیل انتقال حرارتی پره توربین می باشد. تحلیل انتقال حرارت مزدوج شامل تحلیل همزمان انتقال حرارت جابجایی و هدایتی میباشد. از منظر دیگر بهینه سازی عملکرد سیستم هوای ثانویه منجر به افزایش بازده توربین گاز حرارت مزدوج در سیستم خنک کاری داخلی پره های توربین گاز می گردد. تحلیلهای مربوط به سیستم هوای ثانویه با توجه به گستردگی و پیچیدگی آن به لحاظ محاسباتی بسیار زمان بر و هزینه بردار است؛ از این رو با در نظر گیری برخی ساده سازیها به طور معمول از شبکه یک بعدی تحلیل جریان سیال و مدلهای نیمه تحلیلی-تجربی استفاده می شود. توسعه داده شده است. هدف اصلی این پژوهش، کاهش هزینه های محاسباتی و ارائه یک روش کارآمد برای پیش بینی رفتار حرارتی پره ها است. در این راستا شبیه سازی عددی به دو روش تمام مقیاس سه بعدی و ترکیب حلگرهای یک بعدی و سه بعدی انجام شده است روش نیمه تحلیلی تجربی با استفاده از نرم افزارهای کار آزمایشی هیلتون و همکاران به عنوان یکی از قدیمیترین و تجاری فلوئنت و فلومستر برای تحلیل جریان و انتقال حرارت در جامع ترین تحقیقات که در مورد تاثیرات خنک کاری داخلی پره توربین کانال های داخلی و خارجی پره ها به کار گرفته است. نتایج بوده است شناخته می شود آنها با انجام آزمایشهای تجربی بر روی دو شبیه سازیها نشان میدهد که مدل تمام مقیاس دقت بالاتری در پره با نامهای Mark II و C۳X تاثیر شرایط جریان بر نرخ انتقال حرارت پیش بینی توزیع فشار و دما در مقایسه با مدل یک بعدی دارد. با این پره را مورد بررسی قرار دادند و دریافتند که توزیع انتقال حرارت هر دو نوع پره به توزیع عدد ماخ بر روی سطح پره وابستگی زیادی دارد؛ همچنین بر اساس نتایج به دست آمده مشخص شد که نرخ کلی انتقال حرارت به سطح پره با افزایش عدد رینولدز خروجی و افزایش شدت آشفتگی جریان ورودی افزایش می یابد بن و همکاران تحلیل سه بعدی حال مدل نیمه تحلیلی - تجربی توانسته است با خطای قابل قبول و هزینه محاسباتی کمتر روند کلی توزیع فشار و انتقال حرارت را شبیه سازی کند مقایسه نتایج با داده های تجربی هیلتون و همکاران، دقت و قابلیت اعتماد الگوریتم پیشنهادی را تایید انتقال حرارت مزدوج جهت بررسی تاثیر پوشش مانع حرارت بر پره Mrak میکند. این الگوریتم میتواند به عنوان ابزاری موثر در طراحی و II را انجام دادند در این مطالعه از مدل توربولانسی Baldvin-Lomax استفاده شده است و نتایج با دادههای تجربی مطابقت خوبی دارند فاچینی بهینه سازی سیستمهای خنک کاری پره های توربین گاز مورد استفاده قرار گیرد علاوه بر این قابلیت گسترش مدل برای تحلیل شرایط پیچیده تر از جمله اثرات جریان آشفته و تغییرات هندسی در پژوهشهای آینده پیش بینی شده است.

کلیدواژه ها:

توربین-گاز ، پره-توربین ، خنک-کاری-داخلی ، انتقال-حرارت-مزدوج ، مدل-نیمه-تحلیلی-تجربی