تاثیر مافوق گرم کردن بخار ورودی بر جریان دو فازی بخار-مایع در پره توربین بخار باختر

در صنعت نیروگاهی قسمتی از اتلاف انرژی در چرخه ترمودینامیکی به این دلیل است که توربین های بخار برای کار با جریان بخار مرطوب ساخته نشده اند و وجود فاز مایع، سبب کاهش راندمان و آسیب های مکانیکی می شود. هدف اصلی این مطالعه، یک ارزیابی کامل از تاثیر افزایش دمای بخار ورودی بر الگوی جریان مافوق صوت در پره توربین بخار است. بر این اساس، قسمت فشار پایین توربین باختر جهت بررسی درجه مافوق گرمی بخار شبیه سازی دو بعدی می شود. جریان تراکم پذیر پایا با استفاده از رویکرد ضمنی مبتنی بر چگالی و با استفاده از روش حجم محدود بر پایه دیدگاه اویلری -اویلری انجام می شود. مدل توربولانسی به کار گرفته شده، مدل کا-امگا اس اس تی می باشد. برای مدل سازی جریان چگالشی بخار مرطوب از مدل جوانه زایی کانتروویتز و مدل رشد قطره یانگ استفاده می شود. نتایج نشان می دهد که افزایش دمای ورودی تاثیر قابل ملاحظه ای بر پارامترهای جریان چگالشی دارد و تلفات چگالشی را کم می کند به طوری که میانگین کسر جرمی مایع، تلفات چگالشی و میانگین اندازه شعاع قطرات در خروجی در افزایش ۳۰ درجه ای در دمای ورودی پره به ترتیب %۶۵/۵۶، %۳۸/۵۶ و ۴۸% نسبت به حالت اولیه کاهش می یابد. علاوه براین، افزایش دمای ورودی سبب کاهش نرخ جریان جرمی ورودی به پره می شود.

کلیدواژه ها:

steam turbine blade ، non-equilibrium condensation ، droplet radius ، condensation losses ، turbine inlet temperature ، پره توربین بخار ، چگالش غیرتعادلی ، شعاع قطرات ، تلفات چگالشی ، دما ورودی توربین