شبیه سازی عددی خنک کاری لایه مرزی چسبیده به سطح داغ در دبی حجمی بالا
پایان نامه
- وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی ارومیه - دانشکده مهندسی مکانیک
- نویسنده الهه طهانی
- استاد راهنما نرمین باقرزاده هوشمندی
- سال انتشار 1390
چکیده
راندمان توربین های گاز با افزایش دمای گاز ورودی افزایش می یابد. چون حداکثر دمایی که در آن پره های توربین می توانند به طور ایمن کار کنند محدود است، نیاز به سرد کردن پره ها بوجود می آید .خنک کاری پره ها به روش فیلم کولینگ یک روش موثر است که در آن لایه سیال چسبیده به دیواره پره ها خنک می شود. یکی از پارامترهای اصلی که کارآیی فیلم کولینگ را تحت تأثیر قرار می دهد نسبت دمش جریان مبرد به جریان اصلی است. وقتی که نسبت دمش از یک کوچکتر باشد ، جریان جت خنک چسبیده به سطحی که در حال خنک شدن است باقی می ماند ولی وقتی نسبت دمش افزایش می یابد جت خنک کاری به سمت جدایی از سطح پیش می رود. مطالعات زیادی در منابع آزاد موجود است که کارآیی فیلم کولینگ را برای شرایط طراحی بررسی می کنند ولی در شرایط خارج طراحی ( نسبت های دمش بالا )، اطلاعات اندک است. در این تحقیق از یک کار آزمایشگاهی موجود در منابع آزاد استفاده شده که جزئیات میدان های جریان و انتقال حرارت را برای چند حالت با نسبت دمش مختلف و شامل نسبت های دمش بالا بررسی کرده است. در تحقیق حاضر ، محاسبات عددی برای تعیین توانائی روش های محاسباتی در پیشگوئی کارآیی فیلم کولینگ با مقایسه با داده های آزمایشگاهی مذکور پرداخته شده است. هندسه مورد بررسی شامل یک ردیف با سه عدد سوراخ خنک کاری است که زاویه° 30 با جهت جریان اصلی می سازند. نتایج نشان داد که در شرایط خارجی طراحی ، روش های عددی جدایی جت سرد از سطح را بیشتر از داده های آزمایشگاهی نشان می دهند، بنابراین کارآیی فیلم کولینگ به دست آمده با روش های عددی بسیار کمتر از مقادیر مشابه آزمایشگاهی است. همینطور اعتبار سنجی روش های عددی نشان داد که نتایج محاسباتی بسیار به مدل توربولانس انتخاب شده حساس هستند . به طور نمونه ، مابین مدل های دو معادله ای k-? ، مدل های realizable توانایی بهتری در پیشگویی کارآیی فیلم کولینگ در مقایسه با مدل های دیگر rng,standard نشان داد. مطالعه پارامتریک با استفاده از نرم افزار محاسباتی برای نسبت های دمش و دبی های جرمی مختلف انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش نسبت دمش از 5/0 تا 2 ،کارآیی فیلم کولینگ به طور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد. در حالی که نتایج عددی برای دبی های مختلف نشان داد که کارآیی فیلم کولینگ ، همانطور که انتظار می رفت، بستگی خاصی با دبی جرمی ندارد.
منابع مشابه
شبیه سازی عددی خنک کاری لایه ای حول پره توربین گاز توسط رهیافت میانگین گیری جزئی از معادلات ناویر- استوکس
در این پژوهش به مطالعه عددی خنک کاری لایه ای حول یک پره توربین گاز با استفاده از رهیافت میانگین گیری جزئی از معادلات ناویر استوکس (پنس) که یکی از موفق ترین رهیافت های شبیه سازی گردابه های بسیار بزرگ (وی – ال – ای - اس) در جریانهای آشفته می باشد، پرداخته شده است. جهت بررسی دقیق جریان، مدل سازی به صورت سه بعدی حول هندسه پره توربین گاز (ایرفویل با در نظر گرفتن سوراخ های خنک کاری) انجام شده و دمای ...
متن کاملبررسی عددی تاثیرنسبت تزریق و زوایای انحرافی در عملکرد آدیاباتیک خنک کاری لایه ای
Film Cooling Adiabatic Effectiveness on a Specific Profile of a Gas Turbine blade that Using Holes with 25 and 45 Degree Combined Angles to the Flow Direction and Radial Along the Attack Edge as well as 25 Degree Angles to the Flow Direction and Surface Area of the Attack Edge Area , Under two different blowing ratios, using the Reynolds stress approach and the SST turbulence model, have been i...
متن کاملبررسی عددی تاثیر زاویه سوراخ تزریق خنک کننده بر اثربخشی خنک کاری لایه ای جریان نوسانی موج مربعی صفحه تخت
در این مقاله اثر تغییر زاویه تزریق بر اثربخشی خنک کاری لایه ای صفحه تخت با نوسان مربعی در فرکانس های مختلف بررسی می شود. خنک کاری لایه ای برای سرد کردن پره های توربین و افزایش عمر پره استفاده می شود. چهار زاویه تزریق 20، 25، 30 و 35 درجه انتخاب شده اند. جریان نوسانی در سه فرکانس 2، 50 و 500 هرتز و سیکل کاری 5/0 مورد بررسی قرار می گیرد. از روش حجم محدود برای حل معادلات جریان استفاده گردید. از مد...
متن کاملبررسی عددی تاثیر تزریق هوای خنک کننده نوسانی سینوسی بر خنک کاری لایه ای لبه حمله، سطح فشار و مکش یک پره توربین
خنک کاری لایه ای یکی از موثرترین روش ها برای حفظ پره های توربین از داغ شدگی بیش از حد می باشد. برای جریان گاز پایا، خنک کاری لایه ای به طور گسترده بررسی شده است اما دانش کمی درباره تاثیر نوسان بر عملکرد خنک کاری لایه ای وجود دارد. در این تحقیق، اثر نوسانی کردن تزریق هوای خنک کننده پره توربین با نوسان سینوسی بر توزیع دما و اثربخشی خنک کاری سطوح مختلف یک پره توربین، به صورت عددی بررسی می شود. سیا...
متن کاملشبیه سازی عددی و مدل تحلیلی برخورد مایل قطره با سطح زیرلایه در فرایند لایه نشانی به روش پاشش حرارتی
متن کامل
شبیه سازی مستقیم عددی جریان لایه مرزی دوبُعدی و غیر قابل تراکم با استفاده از روش تفاضل محدود فشرده
معادله بیبعد شده ناویر- استوکس در فرم چرخشی برای جریان لایه مرزی دو بعدی صفحهای به روش مستقیم عددی حل شده است. با در نظر گرفتن پروفیل سرعت در ورودی دامنه محاسباتی، از ضخامت لایه مرزی به عنوان طول مشخصه و از سرعت یکنواخت محیط بعنوان سرعت مشخصه به منظور بی بعد سازی استفاده شده است. معادلات دیفرانسیل حاکم با استفاده از روش اختلاف محدود فشرده در جهات اصلی...
متن کاملمنابع من
با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید
ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده{@ msg_add @}
نوع سند: پایان نامه
وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی ارومیه - دانشکده مهندسی مکانیک
میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com
copyright © 2015-2023