شبیه سازی و تحلیل عددی ورتکس های نوک پره ای توربین گازی و بهبود آن توسط تزریق هوا

بحث بهینه سازی پره توربوماشین ها، موضوعی مورد توجه برای محققان و پژوهشگران صنعتی و دانشگاهی است. بحث بهینه سازی جریان حول پرهها با استفاده از تزریق هوا از جمله روشهایی است که در سالهای اخیر برای کاهش جریان نشتی نوک پره مورد استفاده قرار گرفته است.هدف این پژوهش، مدلسازی جریان حول پره های استاتور و روتور یک توربین به صورت سه بعدی، شبیه سازی آشفتگی جریان گذرنده از توربین میباشد. هدف دیگر بررسی شبیه-سازی عمل تزریق هوا به جریان اصلی توربین از طریق پوسته توربین است. جریان حول پرهها در نرمافزار Ansys Fluent مدل و آشفتگی جریان حول پره ها با به کارگیری روش شبیه سازی شد. عملیات تزریق هوا با تغییر هندسه و شبکه بندی انجام شد و با روش مشابه در نرم افزار Fluent تحلیل شد.نتایج حاصل از مدلسازی جریان نشاندهنده این است که رفتار جریان در لبه حمله با اغتشاشات زیاد و تشکیل گردابه هایی همراه است که سبب ایجاد گرادیانهای فشار در پاییندست جریان میگردد. در سطح مکش پره، پدیده جدایش قابل درک و در لبه فرار پره به سبب اختلاف فشار سطح مکش و سطح فشار، گردابه نعل اسبی تشکیل میشود. مهمترین پدیده در رفتار جریان، نشت جریان و بروز جریان ثانویه در نوک پره بود. با تزریق هوا پارامترهای مربوط به عملکرد پره نظیر بازده آیزنتروپیک بهبود پیدا کرد و جریان نشتی نوک پره کاهش یافت.

کلیدواژه ها:

توربین محوری ، پره ، نشتی نوک پره ، تزریق هوا