تحلیل حرارت سیالاتی جریان سیال در یک کسکید از پره های توربین

در این پروژه، به تحلیل حرارت سیالاتی جریان سیال در یک کسکید از پره های توربین پرداخته شده است. تحلیل حرارت سیالاتی شامل حل جریان سیال غیرلزج و حل معادلات لایه مرزی سیالاتی و حرارتی در یک کسکید از پره های توربین می باشد. معادلات ناپایای اویلر به عنوان معادلات حاکم بر رفتار سیال تراکم پذیر غیرلزج به کار رفته و با روش تایم مارچینگ جیمسون براساس فرمول بندی رأس سلولی حل شده است. نتایج بدست آمده از این حل با نتایج آزمایشگاهی موجود مقایسه شده، سپس با استفاده از نتایج حل جریان غیرلزج و حل معادلات لایه مرزی سیالاتی و حرارتی به روش انتگرالی، مشخصات لایه مرزی حرارتی بدست آمده است. با استفاده از روش توئیتس برای ناحیه آرام سیالاتی و همچنین روش های هورتون و ابوقنام، محل شروع و پایان ناحیه گذار سیالاتی بدست آمده، سپس معادلات لایه مرزی حرارتی با استفاده از روش انتگرالی حل شده است. برای ناحیه آرام حرارتی از روش اسمیت و اسپالدینگ، ناحیه گذار و درهم حرارتی از روش آمبروک استفاده شد. برای بررسی دقت نتایج، از روش های مذکور برای صفحه تخت بهره گرفته و نتایج با مراجع معتبر مقایسه شده است. درنهایت با استفاده از روش های فوق به بررسی تأثیر فشار خروجی بر انتقال حرارت به پره ها با مقایسه ضریب انتقال حرارت مربوط به هر فشار خروجی از کسکید پرداخته شده است. فهمیدیم که افزایش فشار خروجی از کسکید منجر به کاهش ضریب انتقال حرارت به پره ها می شود.