ارتقاء عملکرد آیرودینامیکی نازل وین راهنمای توربین فشار بالا با بکارگیری دیواره انتهایی نامتقارن

حدود یک سوم از افت های آیرودینامیکی توربین ناشی از جریان های ثانویه است. افت جریان های ثانویه به علت جریان لایهمرزی بر روی دیواره انتهایی و گرادیان فشار عرضی در گذرگاه پره می باشد. روشی موثر برای کاهش این افت و بهبود عملکردآیرودینامیک توربین، تغییر دیواره انتهایی گذرگاه پره است که به دو صورت متقارن و نامتقارن بکار گرفته می شود. هدف از اینمقاله افزایش عملکرد آیرودینامیکی وین نازل ورودی توربین فشار بالا با استفاده از دیواره انتهایی نامتقارن است. لازم به ذکراست وین نازل ورودی توربین فشار بالای اولیه دارای دیواره انتهایی متقارن می باشد. برای تولید دیواره انتهایی نا متقارن ازچند منحنی سینوسی در جهت عرضی استفاده شده است. با توجه به اینکه منحنی برآمده باعث کاهش فشار موضعی و منحنیفرورفته باعث افزایش فشار موضعی می شود ، بر روی دیواره انتهایی از منحنی برآمده در نزدیکی سطح پر فشار پره و از منحنیفرورفته در نزدیکی سطح کم فشار پره بهره برده شده است. بنابراین گرادیان فشار عرضی و به تبع آن ورتکس گذرگاه وافت های جریان ثانویه کاهش می یابد. با توجه به اهمیت جریان های نشتی و اثرات آن بر روی عملکرد آیرودینامیکی توربین، درفرآیند بهینه سازی اثرات این جریان نیز لحاظ شده است. در فرآیند بهینه سازی که به صورت اتوماتیک انجام شده است ازترکیب شبکه عصبی، الگوریتم ژنتیک و حلگر ANSYS CFX 16.0 استفاده شده است. تابع هدف افزایش راندمان طبقه اول توربین با ثابت نگه داشتن نسبت فشار و دبی جرمی به عنوان قیدهای طراحی، در نظر گرفته شده است. نتایج افزایش 0/53درصدی راندمان طبقه اول را نشان داد.

Keywords:

توربین فشار بالا , دیواره نامتقارن , جریان ثانویه , شبکه عصبی مصنوعی , الگوریتم ژنتیک