شبیه سازی عددی میدان جریان بین پره های کمپرسور توربین گاز با زبری مختلف و کانال خنک کاری بر توزیع دمای پره ها

زبری سطح خارجی و همچنین سطح کانال های خنک کاری پره های توربین تحت تاثیر عوامل مختلفی است. شیوه ی ساخت، ماشین کاری و پرداخت سطوح، شرایط عملکرد، کیفیت احتراق، نوع سوخت و شرایط هوای ورودی به موتور ازجمله این عامل اند. باگذشت زمان و تحت تاثیر این عوامل، سایش و خوردگی ایجادشده در این نواحی باعث افزایش زبری سطح می گردد .در این پژوهش به شبیه سازی عددی میدان جریان بین پره های کمپرسور توربین گاز با زبری مختلف و کانال خنک کاری بر توزیع دمای پره ها پرداخته شده است. به دلیل پیچیدگی و داشتن حالت گذرا در میدان جریان استفاده شده است. از روش حجم محدود با گسسته سازی مرتبه (5-)10 در مکان و زمان برای شبیه سازی میدان جریان بهره گردیده است. به منظور کو پل کردن معادلات سرعت و فشار، الگوریتم تکرار نمونه به کار گرفته شده است. نتایج نشان داد که بیشترین مقاومت حرارتی در ناحیه انتقال حرارت جابجایی بین سیال خنک کن و دیواره وجود دارد، لذا افزایش زبری سطح حتی در حالتی که سطح نیمه زبر باشد نیز در کاهش دمای پره بسیار موثر است و همچنین در ناحیه مکش پره، یک حباب جدایش تشکیل می شود که در نتایج تجربی هم نمایان شده است. این حباب جدایش با افزایش عدد رینولدز باریک شده و رفته رفته لایه مرزی به حالت کاملا مغشوش تبدیل می شود. علاوه بر آن در یک زبری بحرانی، ما شاهد لایه مرزی کاملا مغشوش خواهیم بود. همچنین نتایج نشان می دهد که با افزایش زبری عملکرد کمپرسور به شدت کاهش می یابد.

Keywords:

کمپرسور سرعت پایین , ردیف پره , زبری سطح , خنک کاری