طراحی و تحلیل سیستم خنک کاری پره توربین گازی بر اساس نانوسیال

بدلیل مواجه بودن پرهی توربین گاز با دمای بالا و خصوصیات گاز ورودی، کارایی توربین حین کارکرد کاهش می یابد. شرایط کارکرد منجر به خوردگی و رسوب و در نتیجه افزایش زبری سطح پره ی توربین می شود. هدف از این تحقیق بررسی همزمان اثرات آیرودینامیکی و زبری سطح پره ی توربین گازی، اعمال روش خنک کاری با جریان نانوسیال در داخل پره ها، پوشش دهی با مواد تابعی* FGM و در نهایت تحلیل پارامترهای مرتبط می باشد. پرهی توربین گازی پس از شبیه سازی، برای تحلیل در این بخش انتخاب شده است. ضخامت پوششش FGM ، مقادیر تغییرات خاصیت FGM و کسر حجمی نانوسیالات مختلف آلومینا ۳O۲Al و دی اکسید تیتانیوم ۲TiO در محدوده های مختلف می تواند برای تحلیل انتخاب شود. در این تحقیق مقدار تنش خزشی-خستگی که جریان گاز بر روی سطح پره اعمال می کند به عنوان اولین تابع هدف برای کمینه سازی معرفی می شود. انتخاب متغیر تنش خزشی به عنوان هدف طراحی، بدلیل این مساله است که زبری در پره های در معرض خوردگی مطرح می شود و اجرای تحلیل آیرودینامیکی بدون لحاظ کردن مقاومت پره در برابر نیروهای مرتبط با برهمکنش بین سازه ی پره و محیط آیرودینامیکی، امکان پذیر نمی باشد. دومین تابع هدف افزایش بازدهی پره و برهمکنش با گاز است که باید بیشینه گردد. در تحلیل چند هدفه از فرمول بندی ریاضی و دادهپردازی مبتنی بر روش اجزای محدود استفاده خواهد شد و نتایج تحلیل برای ساختار پره ی توربین گازی زبر با روش الگوریتم ژنتیک چندهدفه تحلیل می شود.

Keywords:

سیستم خنک کاری , توربین گازی , نانوسیال , FGM