بررسی عددی اثر شیار در لوله های خنک کننده بر روی انتقال حرارت پره توربین گاز

پرههای ثابت ردیف اول توربین گاز، بیش از سایر قسمتها از اثرات ناشی از دماهای بالا آسیب میبینند .در توربینهای گاز چون دمای بالا موردنیاز میباشد، خنک کردن پره ها، دیواره ها و اجزا دیگر توربین جهت محدود نمودن دمای فلز به کار رفته ضروری میباشد. در این تحقیق جریان گازهای داغ عبوری از پره های نازل ردیف اول توربین گازی نیروگاه آبادان شبیه سازی شده است. برای خنک کاری از لوله های با سیال خنک ساز استفاده شده است. برای بررسی اثرات خنک کاری، شیار های متفاوتی شبیه سازی شده است تا اثر شیار داخل لوله خنک کاری پره بر نرخ انتقال حرارت بررسی گردد. وجود شیار منجر به تولید ناپایداری در لوله خنک ساز میشود. به خاطر ناپایداری ها، گردابه در ناحیه بر شی شروع به پیچش میکنند. به خاطر گرادیان فشار معکوس گردابه ت شکیل شده در انتهای دیواره باقی میماند و اثرات دمایی خود را نشان میدهد. معادلات حل شده در نرم افزار شامل معادلات بقای جرم و مومنتوم میباشند. حل عددی معادلات ناویر-ا ستوکس به و سیله کد تجاری فلوینت انجام شده ا ست. با افزایش رینولدز اندازه گردابه های تشکیل شده بیشتر شده ا ست. این افزایش موجب افزایش قدرت گردابه و انتقال انرژی حا صل از آن به سطح می شود که موجب افزایش ا صطکاک و تنش بر شی روی سطح خواهد شد. میزان افزایش نرخ انتقال حرارت برای شیار با اندازه نسبت طول به قطر 2/5، بیشینه است. برای بررسی علت افزایش و تفاوت قابلملاحظه اثر شیار، به بررسی گردابه های تشکیل شده در اطراف چینها پرداخته شده است.

Keywords:

توربین گاز , حل عددی , انتقال حرارت , شیار داخل لوله خنک کاری