آنالیز حساسیت هندسی ایرفویل پره توربین بر روی الگوی جریان و توان تولید شده توسط توربین
چکیده
هدف از این تحقیق، آنالیز حساسیت هندسی پروفیل پره استاتور و روتور، بر روی الگوی جریان و تغییرات افت فشار کل، در توربین گاز، می باشد. شبیه سازی های عددی بصورت دو بعدی و با کد تجاری فلوئنت 6.3.26، انجام گرفته است. نتایج این تحقیق، با نتایج آزمایشگاهی که توسط sang woo lee و همکارانش انجام شده، مورد صحت سنجی قرار گرفته است. از شبکه ترکیبی، برای گسسته سازی مکانی میدان حل، به علت دقت مناسب در لایه مرزی و همچنین سادگی آن در نواحی با هندسه پیچیده، استفاده شده است. عملکرد مدل های اغتشاشی مختلف، در شبیه سازی بررسی شده و مدل مناسب، انتخاب شده است. در ادامه، تاثیر شدت اغتشاش بر عملکرد آیرودینامیکی پره (شامل ضریب افت فشار کل، ناحیه جدایش جریان، شدت اغتشاش، ناحیه دنباله و ...)، بررسی شده است. سپس، آنالیز هندسی، در نقاط حساس پره، در دو حالت (استاتور تنها و استاتور و روتور) انجام شده و نتایج تغییرات عملکرد آیرودینامیکی، ثبت شده است. در حالت شبیه سازی ناپایا (استاتور ساکن به همراه روتور با حرکت انتقالی)، از روش مش لغزنده استفاده شده است. نتایج، توانایی مناسب مدل اغتشاشی sst k-? را در شبیه سازی جریان در توربین گاز نشان می دهد. کاهش طول ناحیه جدا شده در سمت فشاری پره، با افزایش شدت اغتشاش در ورودی، دیده شده است. همچنین، در برخی نتایج آنالیز هندسی پره، کاهش 26 درصدی در ضریب افت فشار کل و افزایش 60 درصدی در نسبت ضریب لیفت به درگ، در پره استاتور دیده شده است. پروفیل مناسب برای لبه حمله و لبه فرار پره توربین، پیشنهاد شده است.