بررسی عددی آثار تغییر هندسی جزیی پروفیل پره استاتور توربین گازی پرفشار بر عملکرد پایای آن | ||
| مهندسی مکانیک مدرس | ||
| Article 16, Volume 19, Issue 5, 1398, Pages 1209-1220 PDF (1.38 M) | ||
| Document Type: پژوهشی اصیل | ||
| Authors | ||
| امیرحسین بابائی1; رضا آقایی طوق* 2; محمدحسن نوبختی1; محمدجواد منتظری3 | ||
| 1گروه مکانیک، دانشکده مکانیک، برق و کامپیوتر، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران | ||
| 2گروه مهندسی هوافضا، دانشکده فنی و مهندسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران | ||
| 3دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران | ||
| Abstract | ||
| در توربینهای گازی پرفشار، گاز داغ عبوری از استاتور، دارای دبی جرمی بالایی است و احتمال تغییرات حتی اندک در هندسه پرهها، تاثیر قابل توجهی بر میدان جریانِ پاییندست خواهد داشت. این تغییرات اندک را میتوان در حد خوردگی قیاس کرد. اولین رخداد ناشی از این خوردگی، غیریکنواختشدن جریان در فاصله محوری استاتور- روتور است. این جریان غیریکنواخت، بهدلیل داشتن الگوی پیچیدهای از گردابهها، از انتقال کامل انرژی سیال به روتور جلوگیری میکند و کارآیی توربین را بهشدت کاهش میدهد. در پژوهش حاضر، یک توربین گاز پرفشار خاص، در معرض خطر خوردگی سریع فرض شده است. هدف اصلی، پیشبینی تغییرات هندسی ناشی از این نوع خوردگی است. در ابتدای کار، تحلیل عددی سهبُعدی مدل اولیه توربین، با هدف مشاهده دقیق میدان جریان، انجام و نتایج حاصل با نتایج آزمایشهای تجربی موجود اعتبارسنجی شد. سپس بهمنظور بررسی تاثیر خوردگی بر عملکرد توربین، تغییرات هندسی در پروفیل پره استاتور اعمال و توزیع جریان تحت تاثیر این تغییرات، بهصورت سهبُعدی تحلیل شد. نتایج نشان داد بیشترین خطر خوردگی در نقطهای نزدیک لبه فرار پره استاتور است. بهعلت خوردگی، نسبت سطح بین ورودی و خروجی پرههای استاتور، کمتر و موجب کاهش سرعت محوری میشود. اما همزمان با افزایش سطح خروجی کانال استاتور، میزان دبی جرمی گاز ۷/۳۱% افزایش مییابد. در این شرایط، عملکرد توربین از نقطه طراحی خارج میشود. الگوی جریان در ورود روتور پیچیدهتر میشود و با جدایش جریان از روی پره روتور و ایجاد تغییرات شدید دما روی ناحیه جداشده، خوردگی بهسرعت توسعه مییابد. | ||
| Keywords | ||
| توربین پرفشار; خوردگی پره استاتور; تحلیل سهبُعدی; عملکرد توربین | ||
| References | ||
|
| ||
|
Statistics Article View: 551 PDF Download: 708 |
||
| Number of Journals | 45 |
| Number of Issues | 2,171 |
| Number of Articles | 24,674 |
| Article View | 24,444,819 |
| PDF Download | 17,554,029 |