بررسی سوراخ های شکل داده شده در خنک کاری لایه ای پره ی توربین در حال چرخش

امروزه نیاز گسترده ی صنایع هوافضا (موتورهای پیشرانش) و صنایع تولید قدرت (نیروگاه ها، سیستم های تولید برق و...) به توربین های گاز، موجب شده است تا تحقیقات گسترده ای در زمینه ی بهینه سازی عملکرد، افزایش اثربخشی، کارکرد در حالت ایده آل و رفع مشکلات این تجهیزات صورت پذیرد. با توجه به اینکه اثربخشی توربین گاز به طور مستقیم به دمای گازهای ورودی آن بستگی دارد، هرچه دمای گازهای ورودی افزایش یابد، مقدار اثربخشی نیز بیشتر می شود. از طرفی با افزایش دما، مقدار تنش های حرارتی افزایش یافته و استحکام مواد به کار رفته کاهش می یابد. لذا لازم است با استفاده از روش های خنک کاری، قطعات داغ از جمله پره های توربین را در برابر بارهای حرارتی وارده خنک نمود. در این پایان نامه، ابتدا روش های مختلف خنک کاری پره ی توربین گاز معرفی و در این راستا، مزایا و معایب انواع روش-ها مطرح شده است. سپس با مروری بر تحقیقات انجام شده، اثربخشی هر یک از روش ها و چگونگی رسیدن به اثربخشی بیشتر در هر روش ذکر گردیده است. همچنین تحلیل عددی میدان جریان و دما و محاسبه ی اثربخشی خنک کاری لایه ای روی هندسه ی پره ی توربین متقارن در حالت های ساکن و متحرک با استفاده از مدل های آشفتگی k-ε استاندارد و رینولدز پایین برای سه هندسه سوراخ تزریق سیال خنک کننده(بیضوی، گسترش یافته ی طولی و جانبی)، در سرعت دورانی های مختلف(0 ، 300 و 500 دور بر دقیقه) صورت پذیرفته است. در نهایت برای دستیابی به اثربخشی بیشتر در سرعت دورانی های بالا، استفاده از سوراخ خنک کاری گسترش یافته ی جانبی توصیه شده است.