مقایسه عملکردی سه روش خنک کاری در یک پره توربین نمونه با استفاده از شبیه سازی عددی

در این تحقیق به بررسی نحوه تغییرات اثرات خنک کاری پره های توربین در پی تغییر هندسی کانال ورودی جریان خنک کننده از قسمت ریشه پره پرداخته می شود. این تغییر شکل ها مربوط به تغییر میزان سطح ورودی جریان خنک کننده و موقعیت آن است. ابتدا پره برایت ان 22 به عنوان مورد تحقیقاتی انتخاب شد. در این تحقیق روش خنک کاری از ریشه پره در نظر گرفته شده است و نتایج شبیه سازی با یکدیگر و همچنین با حالت بدون خنک کاری، از لحاظ راندمان خنک کاری، تغییرات دمایی، خنک کاری مناسب در لبه انتهایی پره و افت فشار حاصل شده با یکدیگر مقایسه شده اند. مقایسه نتایج نشان می دهند قطعا در ناحیه جلوی پره (به دلیل برخورد مستقیم جریان داغ با سطح پره) و یا در ناحیه انتهای پره (به دلیل نازک بودن سطح مقطع) دمای روی سطح پره افزایش شدیدی خواهد داشت. استراتژی به کار رفته برای خنک کاری پره از ریشه در هر سه نوع خنک کاری، دما را در دو ناحیه مهم جلوی پره و انتهای پره تا حد مطلوبی کاهش می دهد. این سه روش در دو پارامتر مهم یعنی عدد ماخ و فشار کل تفاوت چندانی با یکدیگر ندارند. در پارامتر دمای کل، برای روش خنک کاری نوع اول برای بعد از ابتدای پره (برای بازه 2 تا 6 میلی متر)، افت دمای مطلوب تری نسبت به دو حالت دیگر خنک کاری صورت گرفت و دما تا 950 کلوین هم کاهش یافت. این در حالی است که بیشترین کاهش دما برای دو حالت دیگر (برای بازه 2 تا 6 میلی متر) در حدود 1150 کلوین است. همچنین برای بازه 17 تا 37 میلی متر نیز دمای پره برای حالت اول خنک کاری حدود 50 کلوین نسبت به دو حالت دیگر کاهش دما را نشان می دهد. از این رو می توان گفت که روش خنک کاری نوع اول نسبت به دو حالت دیگر بازدهی خنک کاری مطلوب تری دارد.

Keywords:

ریشه پره , خنک کاری , پره توربین , شبیه سازی عددی