بررسی جریان و خنک کاری لایه ای روی ناحیه نوک پره توربین

افزایش دمای ورودی به توربین در موتورهای توربین گاز پیشرفته، در جهت دست یافتن به راندمان حرارتی بالاتر، نواحی نوک پره توربین را در معرض بار حرارتی بالایی قرار می دهد که باید به شکل مناسبی خنک شود. جریان نشتی در اثر اختلاف فشار بین سمت فشاری و مکشی پره و در ناحیه نوک شکل می گیرد. این جریان علاوه بر تأثیر بر روی کارایی آیرودینامیکی پره، بار حرارتی بالایی را بر روی سطح نوک اعمال می کند. در این پایان نامه، حالت های مختلف هندسه نوک در کنار دو اندازه لقی 1/5% و 2/5% و عمق فرورفتگی نوک پره 2% و 3/77% ، نسبت به گستره پره، از نظر جریان نشتی مورد بررسی قرار می گیرند. همچنین اثر خنک کاری لایه ای بر روی سطح نوک پره نیز مورد مطالعه قرار می گیرد. در این مطالعه، نرم افزار gambit به عنوان پیش پردازنده برای تولید شکل و نرم افزار ansys cfx جهت حل مسأله مورد استفاده قرار گرفته است. معادلات حاکم شامل معادلات پیوستگی، ممنتم و انرژی هستند که برای حل آن ها از روش متوسط گیری رینولدز استفاده شده است. برای حل جریان آشفته، معادلات انتقال تنش برشی بکار گرفته شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش لقی نوک، ضریب انتقال حرارت روی سطح نوک افزایش پیدا می کند همچنین نتایج نشان می دهد که هندسه نوک لبه دار با یک لبه در سمت مکشی بهترین حالت برای کاهش جریان نشتی و ضریب انتقال حرارت روی نوک پره می باشد.