شبیه‌سازی عددی رفتار حرارتی و هیدرودینامیکی مخلوط روغن و هوا در کوپلینگ‌های هیدرولیکی

امروزه در صنایع نیروگاهی جهت انتقال قدرت الکتروموتور به پمپ‎‌ها و فن‌ها، غالباً از کوپلینگ‌های هیدرولیکی می‌شود. با این وجود به‌‎دلیل حبس روغن در فضای کوپلینگ و کارکرد مداوم، این روغن خواص خود را از دست می‌دهد که منجر به از کارافتادگی زودهنگام کوپلینگ می‌گردد. درنتیجه با تحلیل رفتار ترموهیدرودینامیکی کوپلینگ و استفاده از یک سیستم خنک‌کاری مناسب، تا حد زیادی می‌توان این مشکل را به‌تاخیر انداخت. لذا در این مقاله رفتار ترموهیدرودینامیکی مخلوط روغن و هوا در یک کوپلینگ هیدرولیکی نیروگاهی، به دلیل هندسه سه‌بعدی و پیچیده بودن جریان، توسط نرم‌افزار Fluent شبیه‌سازی می‌شود. هدف از این مطالعه شناسایی محل وقوع جریان‌های ثانویه و چرخشی که بیشترین نقش در تولید گرما را دارند و تعیین نواحی از سیال و بدنه کوپلینگ با دمای زیاد می‌باشد. در این شبیه‌سازی، جریان سیال عامل درون کوپلینگ در حالت سه‌بعدی، دوفازی و مغشوش مورد بررسی قرار می‌گیرد. میدان سرعت و دمای درون سیال و توزیع دما روی بدنه کوپلینگ محاسبه و مورد تحلیل قرار می‌گیرد. نتایج این شبیه‌سازی نشان می‌دهد که بیشترین دما  در محل قطر بیرونی توربین کوپلینگ ایجاد می‌شود، افزایش فاصله چرخ‌ها باعث افزایش 65 کیلوواتی تلفات توانی و افزایش دمای متوسط عملکردی کوپلینگ و بیشینه دمای ایجاد شده می‌گردد و جابجایی پره‌های گرمایی روی بدنه کوپلینگ باعث کاهش حدود 8 کیلوواتی تلفات توانی نسبت به حالت اصلی می‌شود.