مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی عملکرد توربین جریان شعاعی یک توربین سرمایشی با استفاده از شبیه سازی عددی سه بعدی و مقایسه با نتایج تجربی

نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی اصفهان
2 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان
چکیده
در این پژوهش، توربین جریان شعاعی یک توربین سرمایشی بصورت عددی مورد بررسی قرار گرفته و در شرایط عملکردی مختلف با نتایج تجربی موجود مقایسه می‌شود. مشخصات عملکردی توربین بصورت تجربی عبارتند از: سرعت دورانی و پارامترهای جریان. هدف از این پژوهش بدست آوردن منحنی عملکرد توربین و تحلیل جریان سه‌بعدی داخل توربین می‌باشد. مدل کردن روتور و پوسته توربین به ترتیب با استفاده از نرم افزار تولید پره و کتیا، ایجاد شبکه‌ی مناسب روی دامنه‌ی روتور و پوسته توربین به ترتیب با استفاده از نرم افزار توربوگرید و انسیس مش، و در نهایت حل عددی جریان سه‌بعدی داخل توربین با استفاده از نرم افزار سی اف ایکس انجام می شود. در این نرم افزار، معادلات جریان تراکم پذیر بر اساس روش فشار مبنا، با مدل آشفتگی انتقال تنش برشی حل می شود. برای اطمینان از نتایج عددی، استقلال شبکه مورد بررسی قرار می‌گیرد. در نهایت نتایج بدست آمده از شبیه‌سازی عددی با نتایج تجربی مقایسه می‌شود. مقایسه نشان می‌دهد که نتایج عددی و تجربی تطابق خوبی دارند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

PERFORMANCE ANALYSIS OF RADIAL FLOW TURBINE OF A COOLING TURBINE USING NUMERICAL SIMULATION AND COMPARISON WITH EXPERIMENTAL RESULTS

نویسندگان English

mohsen behnia 1
Mahdi Nili Ahmadabadi 2
mohsen saghafian 1
2 Dept. of Mechanical Engineering, Isfahan Univ. of Tech.
چکیده English

In this study, the radial flow turbine of a cooling turbine is investigated numerically and then compared with the experimental results at some operation conditions. Performance characteristics of the compressor are obtained experimentally by measurements of rotor speed and flow parameters. In this investigation, the turbine performance curve is obtained and three dimensional flow field in the turbine is analyzed. The rotor and casting geometry are modeled in BLADE GEN and CATIA softwares respectively. The TURBO GRID software is used for grid generation of rotor while the ANSYS MESH software is applied for grid generation of casting. Finally, 3D numerical solution of fluid flow in the turbine is solved by CFX flow solver. In this approach, compressible flow equations are solved according to the pressure based method with SST turbulence model. To ensure the numerical results, the grid independency is studied. Finally, the performance characteristics of the turbine are obtained numerically which are then compared to the experimental results. The comparison shows good agreement between numerical and experimental results.

کلیدواژه‌ها English

3D numerical simulation
Radial flow turbine
Performance curve
Comparison with experimental results