بررسی عددی تاثیر فیلم کولینگ در خنک کاری پره توربین

نیاز برای افزایش دمای ورودی به توربین به وسیله طراحان توربین گاز، مستلزم پیشرفت در فن آوری خنک کاری تیغه های توربین می باشد. در این فن آوری جت خنک کننده تحت یک زاویه به داخل جریان اصلی بر روی سطح پره تزریق می شود. جت سرد خروجی از سوراخ های تزریق مانند یک لایه محافظ میان سطح پره توربین و محصولات داغ احتراق قرار می گیرد. در این تحقیق به بررسی عددی میدان های جریان و دما در روش خنک کاری لایه ای از طریق تعبیه سوراخ های مهار کننده در دو طرف سوراخ منفصل استوانه ای بر روی یک صفحه تخت، تحت شرایط سه بعدی ، آشفته ،غیر قابل تراکم و پایدار پرداخته شده است. شبیه سازی ها با استفاده از یک شبکه سازمان یافته، غیر یکنواخت و شش وجهی شامل کانال جریان اصلی و مجرای تزریق، توسط مدل آشفتگی Realizable k-e انجام گرفته که جهت گسسته سازی ترم فشار و سایر ترم های معادلات به ترتیب از روش استاندارد و تقریب مرتبه دوم و همچنین برای حل توام میدان فشار و سرعت ،از الگوریتم سیمیل سی استفاده شده است. محاسبات برای یک محدوده مشخص پارامترهای خنک کاری: نسبت دمش(0/5،0/2و1/5) با فرض ثابت بودن سایر پارامترها از قبیل: زاویه تزریق 30 درجه، نسبت طول به قطر سوراخ تزریق10و نسبت چگالی جت خنک کننده به جریان اصلی در حدود 1/2، انجام شده است. عملکرد خنک کاری لایه ای در راستای خط مرکزی و میانگین به عنوان معیار اعتبار سنجی خنک کاری، لحاظ گردیده است. نتایج عددی به دست آمده درمقایسه با داده های تجربی از همخوانی قابل قبولی برخوردار می باشد.

کلیدواژه ها:

خنک کاری صفحه ای ، تحلیل عددی ، پره توربین ، جت تزریقی