مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

شبیه سازی عددی اثر زبری بر کارآیی توربین دوطبقه با خنک کاری کامل

نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی شاهرود
2 شرکت مبین ویژن
چکیده
دمای بالا و خصوصیات متفاوت گاز ورودی می تواند عمل‌کرد توربین یک سیکل توربین گاز را در حین کارکرد کاهش دهد. با توجه به پیچیدگی جریان درون توربین، برای شناخت میدان جریان و دما درون طبقه‌ی توربین نیاز به انجام تحلیل سه بعدی می‌باشد. با گذشت زمان و کارکرد توربین، افزایش زبری سطح پره اجتناب‌نا‌پذیر است. هدف از این مقاله بررسی تاثیر زبری، بر میدان جریان و کارایی توربین گازی با شبیه سازی عددی می‌باشد. در این پژوهش، توربین ، به ‌صورت سه بعدی شبیه‌سازی و نتایج حاصل با نتایج آزمایشگاهی اعتبار‌سنجی گردیده ‌است. سپس تاثیر زبری در پره‌ها بر میدان جریان و عمل‌کرد توربین در پنج نسبت فشار متفاوت مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین به‌منظور تعیین نقش استاتور‌ها و روتور‌ها به تنهایی در کاهش کارایی توربین، در یک زبری خاص‌، ابتدا به طور جداگانه استاتور‌های اول و دوم و سپس روتور‌های اول و دوم مورد بررسی قرار گرفته و سپس این پدیده به طور همزمان بر پره‌ها اعمال گردیده است. نتایج نشان می دهد که کاهش کارایی توربین در زبری کامل تقریباً برابر مجموع کاهش کارایی‌ها در حالت جداگانه است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Numerical simulation of roughness effects on two stage turbine performance with full cooling

نویسندگان English

mahmood chahartaghi 1
Mojtaba Ghatee 1
Ali Samaee nia 1
hadi karrabi 2
چکیده English

High temperatures and different properties of entering gas into the turbine of a gas turbine cycle can decrease its performance. Considering the complexity of the flow distribution inside the turbine, three-dimensional analysis to find out the flow and temperature field in the turbine stages is very important. As time passing the increasing of the roughness of blades is unavoidable. The aim of this paper is investigation of the blades roughness effects on flow field and efficiency of gas turbine with numerical calculations. In this research, a two-stage turbine is modeled in the form of three-dimensional and the results are validated with experimental data. Then the effects of blades roughness on flow field and performance of turbine in five pressure ratios is investigated. Also, in order to determine the role of stators and rotors in decreasing the turbine efficiency, in a special roughness, the first and second stators and then corresponding rotors have separately been examined and then this phenomenon affected on blades simultaneously. Results showed that the efficiency drop by applying all together on the turbine stage is approximately equal to summation of efficiency drops by applying separately.

کلیدواژه‌ها English

Turbine
roughness of the blade
three-dimensional analysis
turbine performance
flow field