مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تاثیر زبری سطح پره روی عملکرد یک مرحله فشار پایین از توربین بخار

نویسنده
گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه شهرضا، ایران
چکیده
میزان زبری سطح پره های توربین های بخار به مرور زمان افزایش یافته و این نکته بر عملکرد آن ها تاثیر منفی می گذارد. در این مقاله اثرات زبری سطح روی عملکرد یک مرحله از توربین بخار با جریان دوفازی به ازای فشارهای خروجی مختلف بررسی شده است. بدین منظور یک کد عددی برای شبیه سازی جریان دوفازی غیر تعادلی در هندسه دو بعدی توربین بخار توسعه داده شده است. از روش ترکیبی ای یو اس ام- ون لیر برای محاسبه شارهای غیر لزج، از مدل آشفتگی اس اس تی برای محاسبه لزجت آشفته و از مدل زبری ویلکاکس برای اعمال زبری روی سطح پره توربین استفاده شده است. از نتایج آزمایشگاهی برای اعتبارسنجی این کد عددی استفاده شده است. بر طبق نتایج بدست آمده در این مقاله تاثیر زبری سطح در کاهش بازده مراحل مادون صوت توربین بخار نسبت به مراحل مافوق صوت بیشتر است. به عنوان مثال در جریان مادون صوت به ازای فشار خروجی 24.25 کیلو پاسکال با افزایش میزان زبری سطح از 5 میکرون به 800 میکرون مقدار بازده مرحله به اندازه 15 درصد کاهش می یابد. در حالیکه در جریان مافوق صوت به ازای فشار خروجی 14.55 کیلو پاسکال، با این اندازه افزایش زبری سطح، مقدار بازده مرحله به اندازه 10 درصد کاهش می یابد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Effect of Blade Surface Roughness on Performance of a Low-Pressure Steam Turbine Stage

نویسنده English

Hamed Bagheri
University of Shahreza, Shahreza, Isfahan
چکیده English

Surface roughness of steam turbine blades is increased during operation. This point has harmful effect on the performance of steam turbines. In this paper effects of surface roughness on performance of a steam turbine stage in two-phase flow conditions are investigated for different outlet pressures. To do so a numerical code has been developed to simulate two-phase non-equilibrium flow in 2D steam turbine geometry. An AUSM-van Leer hybrid scheme is used to calculate inviscid fluxes, the SST turbulence model for turbulence viscosity and Wilcox roughness model for implementation of roughness on the surface of turbine blade. To validate the present in-house code the experimental results of Bakhtar has been used. According to the results of the paper, effect of surface roughness variation on the performance loss in subsonic stages is more than that in supersonic outflows. For example, in subsonic outflow case (Pb= 24.25 kPa) when the roughness height increases from 5µm to 800 µm, the value of efficiency decreases by 15%. However, for supersonic outflow case (Pb= 14.55 kPa) the value of efficiency decreases by 10% for this roughness increase.

کلیدواژه‌ها English

Steam Turbine
Surface roughness
Turbine Efficiency
Pressure Loss Coefficient