بررسی عددی تاثیر ابعاد و زاویه دندانه ها بر عملکرد هیدرولیکی – حرارتی کانال های U شکل خنک کننده پره های توربین گاز

در مقاله حاضر حل عددی سه بعدی کانال U شکل خنک ساز پره های توربین گاز همراه با دندانه هایی بر روی سطح هر دو دیواره آن مورد بررسی قرار گرفته است. دندانه های هندسه مرجع مربعی شکل و با زاویه 45 درجه نسبت به راستای جریان سیال می باشند. نتایج حل عددی هندسه مرجع در شرایط عدد پرانتل 7/0 و اعداد رینولدز 5000، 10000 و 25000 با نتایج تجربی اعتبارسنجی گردیده است. نتایج اعتبارسنجی نشان می دهند، مدل RNG k-ε در عدد رینولدز 5000 و مدل SST k-ω در اعداد رینولدز 10000 و 25000 تطابق خوبی با نتایج تجربی دارد. هم چنین تاثیر تغییر در ابعاد و زاویه دندانه ها بر انتقال حرارت، افت فشار و ضریب عملکرد کانال مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج این بررسی نشان می دهند، در اعداد رینولدز 5000 و 10000 در هر دو کانال ساکن و چرخان، h=0.05 P بهترین ضریب عملکرد را از خود نشان می دهد. اما در عدد رینولدز 25000 ، h=0.05 P و h=0.075 P تقریبا ضریب عملکرد یکسانی دارند. مطابق با نتایج بررسی تغییر در عرض دندانه ها، بجز w=0.1 P که بدترین ضریب عملکرد را ارائه می دهد، در اکثر موارد تفاوت چندانی بین ضریب عملکرد هندسه ها وجود ندارد. در عدد رینولدز 5000، بهترین ضریب عملکرد متعلق به کانال دارای دندانه های با زاویه 30 درجه است. اما در اعداد رینولدز 10000 و 25000، دندانه 60 درجه بهترین ضریب عملکرد را در هردو حالت ساکن و چرخان ارائه می دهد.

Keywords:

کانال U شکل , دندانه , انتقال حرارت , افت فشار , حل عددی