مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تأثیر تغییر نسبت فشار بر مشخصه‌های عملکرد یک توربین جریان شعاعی دوقلو با استفاده از مدلسازی هندسی و شبیه سازی جریان

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد / دانشگاه شهید چمران اهواز
2 دانشیار گروه مهندسی مکانیک / دانشگاه شهید چمران اهواز
چکیده
در این مقاله تأثیر نسبت فشار بر مشخصه های عملکرد یک توربین شعاعی دوقلو با استفاده از طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) و دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) بررسی شده است. ابتدا مدل هندسی مجراهای عبور سیال در توربین با به کارگیری همزمان ابزارهای اندازه گیری و نرم افزار طراحی به کمک کامپیوتر ایجاد شده است. به دلیل پیچیده بودن هندسه مجراها، از سلول های چهاروجهی بی سازمان برای تولید شبکه در ناحیه محاسباتی استفاده شد. جریان سه بعدی با شرایط پایا، لزج، و تراکم پذیر با استفاده از روش چارچوب مرجع چندگانه (MRF) حل شد. نمودارهای مشخصه توربین از پس پردازش نتایج شبیه سازی جریان به دست آمد. تغییرات پارامتر دبی جرمی، پارامتر گشتاور تحویلی روتور و بازده کل به استاتیک توربین بر حسب نسبت فشار های مختلف رسم شده است. نتایج نشان می دهند که در سرعت دورانی ثابت، افزایش نسبت فشار منجر به افزایش پارامتر نرخ دبی جرمی تا حد خفگی توربین می شود، در حالیکه بازده کل به استاتیک توربین کاهش و گشتاور خروجی توربین افزایش می یابد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

The Effect of Pressure Ratio Variations on Performance Characteristics of a Radial Twin Entry Turbine using Geometrical Modelling and Flow Simulation

نویسندگان English

Marzieh Naderan Tahan 1
Seyed Saied Bahrainian 2
1 MSc Student / Shahid Chamran University of Ahwaz
2 Associate Profesor of Mechanical Engineering / Shahid Chamran University of Ahwaz
چکیده English

In this paper the effect of pressure ratios on the performance characteristics of a radial twin entry turbine is investigated using computer aided design (CAD) and computational fluid dynamics (CFD). First, geometric models of the turbine flow passages are constructed by simultaneous use of measuring tools and computer aided design software. Because of geometrical complexity of flow passages, tetrahedral cells are used to generate unstructured grid in the computational domain. Three dimensional flow of steady, viscous, and compressible nature is solved by Multiple Reference Frame (MRF) technique. Characteristic curves of the turbine are obtained by post processing flow simulation results. Mass flow parameter, delivered torque parameter and total to static turbine efficiency are plotted against different pressure ratios. Results show that at constant rotational speed, increasing pressure ratio leads to increase in mass flow parameter until choke limit while the total to static efficiency decreases and delivered torque increases.

کلیدواژه‌ها English

radial twin entry turbine
tetrahedral grid
characteristic diagrams
multiple reference frame (MRF)