بررسی عددی پارامترهای موثر بر ضریب انتقال حرارت خنک کاری لایه ای در توربین گازی با استفاده از روش حجم محدود

یکی از راه های افزایش راندمان توربین های گازی، بالا بردن دمای گاز ورودی به توربین می باشد؛ اما افزایش دمای ورودی می تواند منجر به ایجاد مشکلات عدیده ای همچون بوجود آمدن تنش های حرارتی در سطح پره های توربین گردد. استفاده از روش های گوناگون خنک کاری به ویژه روش خنک کاری لایه ای، یکی از متداول ترین راه کارها در جهت برطرف نمودن این مشکل می باشد. در این روش برای محافظت از سطح پره، هوای خنک خروجی از کمپرسور با عبور از کانال های موجود در داخل پره به سطح آن تزریق شده و با ایجاد لایه ای از هوای خنک، نقش عایق حرارتی را ایفا می کند در تحقیق حاضر تاثیر پارامتر های مختلف بر ضریب انتقال حرارت در روش خنک کاری لایه ای از طریق شیار پیوسته، بر روی پره روتور vki به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور در تحلیل عددی، میدان جریان و دما در سه زاویه تزریق 30، 60 و 90 درجه، به ازای سه نسبت دمش 5/0، 1 و 5/1 و در چهار دمای سکون برای جت تزریقی مدل سازی شده است. همچنین چهار مکان مختلف برای قرار گرفتن شیار تزریق مورد بررسی قرار گرفته است. شبیه سازی عددی با استفاده از یک شبکه ترکیبی و در نرم افزار فلوئنت انجام شده است. جریان تحلیل شده تراکم پذیر، دو بعدی و آشفته بوده و برای حل معادلات حاکم از مدل آشفتگی realizable k-? و برای مدل سازی نزدیک دیواره از تابع دیواره بهره گرفته شده است. همچنین در تحقیق جاری از الگوریتم سیمپل و تقریب های مرتبه دوم جهت نیل به بالاترین دقت ممکن استفاده شده است. در پایان نیز با استفاده از شبکه عصبی نوع gmdh و بر اساس پارامترهای بررسی شده، مدل های ریاضی جداگانه ای برای ضریب انتقال حرارت متوسط در سطوح فشار و مکش ارائه گردیده است.