بررسی اثرات پاشش قطرات مایع در جریان بخار مرطوب در بین پرههای یک توربین

بخار ضمن انبساط سریع در توربینهای گذر صوتی، گاه شرایط فوق سرد را احراز مینماید. در این حالت تعادل ترمودینامیکی برقرار نبوده و دمای بخار از دمای اشباع در فشار حاکم کمتر میشود. بخارفوق سرد مستعد جوانهزایی و چگالش است که بصورت آنی و توسط شوک چگالش صورت میگیرد. بدین ترتیب، با تشکیل قطرات و کاهش انرژی گیبز شرایط تعادلی برقرار و جریان بخار مرطوبحاصل میشود. برای حل دوبعدی این جریان معادلات حاکم بر تشکیل فاز مایع، با معادلات بقاء، ترکیب و به روش تایم مارچینگ جیمسون مبتنی بر حجم کنترلی و با استفاده از مدل توربولانسی بالدوین-لوماکس، شبیهسازی شده است. جهت بررسی اعتبار روش به کار رفته، در تیغههای توربین منسوب به باختر، توزیع فشار در امتداد محورطولی و نیز شعاع قطرات در انتهای پره با داده های تجربیمقایسه شده و انطباق مطلوبی بین نتایج عددی و دادههای تجربی حاصل شده است. با احراز اعتبار روش اتخاذ شده، در این تحقیق، با پاشش قطرات آب مناسب به داخل جریان بخار در ورودی به گذرگاه پرههای توربین به منظور کنترل شدت شوک چگالش و موقعیت آن بصورت تئوری مورد بررسی قرار گرفته که در نتیجه کاهش شوک چگالش را به بار آورده است. از آنجایی که شوک مذکور عامل تلفات آئرودینامیکی و ترمودینامیکی میباشد. این ایده میتواند در بهبود عملکرد توربینهای بخار موثر واقع شود.