پیش بینی جدایش جریان در مجرای توربینی فشارپایین در شرایط طراحی و دور از نقطة طراحی

در این مقاله، مطالعة عددی میدان جریان عبوری از مجرای یک توربین گازی فشارپایین تحت بار بالا در شرایط طراحی و خارج از نقطة طراحی انجام شده است. برای این منظور از بستة نرم افزاری اوپن فوم استفاده شده است. در گام نخست، آثار ریزشدن شبکه بر نتایج روش های معادلات میانگیری رینولدز و شبیه سازی گردابه های بزرگ با مدل اسپالارت - آلماراس بررسی و با نتایج تجربی مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که در انتهای سطح فشاری تیغه، یک افت فشار غیرفیزیکی رخ می دهد که به شدت به تراکم شبکه و نوع مدل آشفتگی وابسته است. در گام دوم نشان داده می شود که تنها مدل اسپالارت - آلماراس قادر به پیش بینی جدایش جریان پدیدآمده از گذرش جریان در شبکه بندی با تراکم مختلف نزدیک دیواره است. نتایج عددی این مدل نقطة جدایش را در نزدیکی موقعیت 0/85 طول سطح مکش پیش بینی می کند. این در حالی است که اندازه گیری های تجربی نقطة جدایش را در نزدیکی موقعیت 0/7 طول سطح مکش تعیین کرده اند. در گام سوم، مدلسازی عملکرد خارج از نقطة طراحی تیغه با اعمال زوایای مثبت و منفی جریان ورودی نسبت به شرایط طراحی مجرا صورت می گیرد. نتایج حل عددی با مدل اسپالارت - آلماراس حاکی است که یک حباب جدایش روی سطح فشار به وجود می آید. محاسبة افت فشار کل در شرایط جریان ورودی با انحرافی بین 8+ و 20- درجه نسبت به حالت طراحی نشان می دهد که مدل های ω-k و اسپالارت-آلماراس کمترین افت فشار را در نقطة طراحی پیش بینی می کنند.