بررسی اثرات خنک‌کاری لایه‌ای بر مشخصه‌های عملکردی یک توربین محوری

author

Abstract:

در این مقاله به مطالعه عددی عملکرد کلی و ساختار جریان در یک توربین محوری واقعی‌ و اثر خنک‌کاری لایه‌ای بر آن پرداخته می‌شود. مطالعات انجام‌شده در گذشته پیرامون اثر خنک‌کاری لایه‌ای بر ساختار جریان، عمدتا بر هندسه ساده‌شده پره‌ها و جایگزین کردن پره‌های توربین توسط یک شعاع انحنای سطح، متمرکز بوده‌اند و پیچیدگی‌ها و جزئیات ساختار جریان واقعی سه‌بعدی در طبقات توربین محوری لحاظ نگردیده‌است. در تحقیق حاضر این موضوعات لحاظ گردیده‌است. بدین منظور، تحلیل جریان در یک توربین با استفاده از نرم‌افزار تجاری ANSYS-CFX انجام شده‌است. در ابتدا، منحنی‌های عملکرد توربین محوری با استفاده از شبیه‌سازی عددی استخراج و با نتایج تجربی مقایسه گردیده که تطابق خوبی را نشان می‌دهند. خنک کاری از طریق سوراخ‌هایی با نرخ دمش (B.R) برابر 0/82، نرخ سرعت (V.R) برابر 0/4 و زاویه جت 30 درجه اعمال گردیده است. البته به دلیل تزریق جت به منطقه سکون در لبه‌ی‌حمله پره و همچنین افزایش دما در سطح فشار نسبت به مکش، دبی بیشتری برای خنک‌کاری در این نواحی لحاظ گردیده‌است. بررسی منحنی عملکرد توربین نشان‌دهنده کاهش ناچیز نسبت فشار و راندمان در اثر اعمال خنک‌کاری است که با توجه به قابلیت افزایش دمای ورودی در حالت خنک‌کاری، این کاهش قابل جبران است. خطوط جریان در اطراف پره، ایجاد لایه‌ای از سیال با دمای کم در اطراف پره استاتور که به صورت مانعی بین جریان گرم و سطح پره می‌باشد را نشان می‌دهد. اعمال خنک‌کاری موجب کاهش دمای سطوح فشار و مکش پره در حدود 300 درجه و دمای سطح‌ جلوی پره حدود 200 درجه می‌گردد. بررسی نمودارهای تغییرات شعاعی و محوری پارامترهای ترمودینامیکی حکایت از آن دارد که با اعمال خنک‌کاری عدد‌ماخ و دمای کل جریان در ورود و خروج جریان کاهش یافته و در مقابل افت فشار افزایش می‌یابد.

Upgrade to premium to download articles

Sign up to access the full text

Already have an account?login

similar resources

مدلسازی میدان جریان و بهبود عملکرد روتور یک توربین محوری با استفاده از روش الحاقی

در سالهای اخیر، بهینه سازی پارامترهای عملکرد در توربوماشینها یکی از مهمترین موضوعات است که مورد توجه پژوهشگران و محققان صنعتی قرار گرفته است. تاکنون الگوریتمها و روشهای مختلفی برای بهینه سازی آیرودینامیکی پره ها استفاده شده است؛ با این حال پیدایش ابزارهای جدید افقهای جدیدی در این زمینه گشوده است. پژوهش حاضر، مدلسازی سه‌بعدی جریان آشفته حول پره های روتور یک توربین و بهینه سازی آئرودینامیکی هندسه...

full text

ساخت و آزمایش یک توربین بادی محوری با بیشترین توانایی در جذب انرژی جنبشی جریان

هدف از مقاله حاضر ساخت و آزمایش یک توربین بادی محوری با ضریب توان بالاتر از  55% است. چرا که این ضریب توان بالاترین مقدار در جدیدترین نمونه‌های توربین‌های محوری ساخته شده است. بررسی حاضر منجر به ساخت طرحی جدید از یک توربین بادی کوچک شده که در اندازه‌گیری‌های تجربی حداکثر ضریب توان 68 الی 80 درصد را نشان داده است. اندازه‌گیری ضریب توان روتور دو پروانه ای توربین بادی با نتایج تئوری دو دیسک انتقال...

full text

طراحی و بهینه‌سازی توربین محوری برای نیروگاه‌های آبی کوچک

توربین­های محوری با توجه به ارتفاع کم و دبی زیاد کاری، توانایی به کارگیری زیادی در کشور ما دارند. بخصوص در ظرفیت­های کم و بصورت تولید پراکنده و مجزای شبکه. در این مقاله یک توربین محوری که محدوده­ی دبی 50 لیتر در ثانیه تا 150لیتر در ثانیه را پوشش می­دهد، طراحی شده است که برای ارتفاع­های بین 2 تا 5 متر،  مناسب می­باشد. طراحی اولیه با تدوین نرم­افزاری انجام شد به شکلی که با دادن ارتفاع و دبی آب به...

full text

شبیه سازی عددی و بهبود عملکردی توربین آبی جریان متقاطع

در مطالعه حاضر توربین جریان متقاطع نصب شده در نیروگاه دره تخت ازنا مورد بررسی قرار گرفته است. این نیروگاه با دبی 840 لیتر بر ثانیه و 50 متر ارتفاع، در سرعت دورانی 600 دور بر دقیقه، تنها 198 کیلووات برق تولید می‌کند. برای ملاحظه دلایل افت عملکرد، جریان عبوری از توربین با استفاده از نرم افزار تجاری Ansys/CFX شبیه‌سازی گردید. برخی از نقاط شبیه سازی شده با استفاده از داده‌های توربین واقعی اعتبار ...

full text

تحلیل عددی اثر انتقال حرارت جابجایی آزاد بر پوسته کمپرسور محوری توربین گاز

تغییر شکل پوسته توربین در پاسخ به تغییرات شرایط فشاری و دمایی به دلایل مختلفی از جمله سایش اعضای داخلی، نابرابری جرم حرارتی پوسته نازک و فلنج‌های ضخیم و متفاوت بودن ضریب انتقال حرارت جابجایی اطراف پوسته به وجود می‌آید. با تغییر شکل پوسته، افت جریان در نوک پره‌ها و درزبندهای توربین افزایش یافته و بازده کاهش می‌یابد. در این تحقیق به بررسی اثر انتقال حرارت جابجایی آزاد بر پوسته کمپرسور محوری توربی...

full text

بررسی تاثیر استفاده از توربین هیدرولیکی (بوسترتوربوپمپ) بر پارامترهای عملکردی یک سامانه پیشران مایع خاص

در موتورهای سوخت مایع توربوپمپ¬دار ما به یک سیستم پمپاژ مواد پیشران از مخازن به محفظه احتراق نیازمندیم، این سیستم موجب افزایش فشار بیشتر در محفظه احتراق خواهد شد. بالابودن فشار محفظه احتراق نیز منجر به افزایش ضربه ویژه (isp)1 شده که باعث بهبود عملکرد موتور خواهد شد و اما یکی از مهمترین خطرات در استفاده از سیستم پمپاژ وقوع پدیده کاویتاسیون است. یکی از روشهای جلوگیری از پدیده کاویتاسیون استفاده ا...

My Resources

Save resource for easier access later

Save to my library Already added to my library

{@ msg_add @}


Journal title

volume 8  issue 2

pages  209- 221

publication date 2019-11-22

By following a journal you will be notified via email when a new issue of this journal is published.

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023