بهینه سا زی خنک کا ری پره توربین با استفاده از روش های ترکیبی
چکیده
در این پایان نامه به بررسی و بهینه سازی سیستم های خنک کاری پره های توربین گازی پرداخته شده است. گازهای حاصل از احتراق در محفظه احتراق توربین گاز، در برخورد به پره های توربین، دارای دمای بسیار بالا می باشند. این دما گاهی تا 2400 کلوین هم می رسد. در حالی که پره توربین توانایی تحمل چنین تنش حرارتی را ندارد. از طرف دیگر برای دسترسی به بازدهی بالاتر در توربین های گاز پیشرفته امروزی، افزایش دمای ورودی به توربین، یک نیاز ضروری می باشد. به این ترتیب، خنک کاری پره توربین راه کارمناسبی برای رفع این مشکل می باشد. از جمله روش های خنک کاری موجود می توان روشهای جابجایی، برخوردی، لایه ای و ترکیبی را نام برد. در این پایان نامه، ابتداتحلیل عددی میدان جریان و دما و محاسبه اثربخشی خنک کاری لایه ای روی هندسه صفحه تخت و پره توربین متقارن agtb با استفاده از نرم افزار فلوئنت انجام پذیرفته و صحت نتایج بدست آمده با نتایج تجربی، مورد بررسی قرار گرفته است. سپس با تغییر هندسه و استفاده از روش های ترکیبی (برخوردی/لایه ای) و (برخوردی/جابجایی)، از مزایای هر یک از روش های خنک کاری در نقاط مختلف استفاده کرده و ضمن ثابت نگه داشتن دبی هوای مصرفی، علاوه برافزایش اثربخشی خنک کاری، توزیع دما درسطح پره نیز یکنواخت شده است. همچنین اثر هدایت حرارتی پره و تغییر نسبت دمش در خنک کاری ترکیبی مورد بررسی قرار گرفته است. مدل آشفتگی استفاده شده، مدل k-? اصلاح شده رینولدز پایین (akn) می باشد. مقایسه نتایج بدست آمده با نتایج تجربی نشان می دهد مدل akn، برای پیش بینی جریان و انتقال حرارت آشفته مناسب می باشد و براساس نتایج بدست آمده اثربخشی خنک کاری با استفاده از روش های ترکیبی برخوردی-لایه ای و برخوردی-جابجایی نسبت به روش لایه ای به طور قابل ملاحظه ای بهبود یافته و توزیع دما در سطح پره یکنواخت تر شده است .