بررسی عددی تاثیر زاویه نصب پره بر عملکرد یک توربین گاز محوری دو مرحله‌ای

در کار حاضر اثرات زاویه نصب پره‌های یک توربین محوری دو طبقه بر عملکرد آن به روش عددی بررسی شده است. مشخصات هندسی توربین گازی مدلms5001   شرکت جنرال الکتریک برای مطالعه انتخاب شده است. ابتدا هندسه ی توربین ایجاد و شبکه‌بندی شده، و با قرار دادن پره های شبکه بندی شده در کنار هم مدل نهایی ایجاد گردیده است. به منظور محاسبه اثر دیوار بر جریان آشفته از مدل آشفتگی انتقال تنش برشی (sst) استفاده شده است. ابتدا نتایج بدست آمده از توربین مورد مطالعه با نتایج میدانی موجود از نیروگاه مقایسه شده، که تطابق خوبی داشتند. سپس به منظور بررسی اثرات زاویه نصب پره های توربین بر عملکرد آن در هر مرحله زاویه نصب یک ردیف از چهار ردیف پره های توربین مورد پژوهش تغییر داده شده، و نتایج بدست آمده از حل مسئله با مدل اصلی توربین مقایسه شده است. افزایش زاویه نصب پره های استاتور ردیف دوم وکاهش زاویه نصب پره های روتور ردیف دوم سبب افزایش توان و همچنین افزایش بازدهی توربین می شود. از نتایج بدست‌آمده می‌توان به افزایش 4.00 درصد توان تولیدی و افزایش 0.87 درصد بازده توربین در بهترین حالت و بهینه ترین آرایش پره ها اشاره کرد.

Numerical Investigation of the blade Installation Angle Impact on the Performance of a Two-Stage Axial Gas Turbine

In the present work, the effects of the blade installation angle of a twostage axial turbine on its performance are investigated  numerically. The geometrical specifications of the General Electric MS5001 gas turbine are selected for the study. First, the turbine geometry is created and gridded, and the final model is generated by the combination of the gridded blades. In order to calculate the effect of the wall on the turbulent flow, the Shear Stress Transport (SST) turbulence model is used. First, the acquired results from the studied turbine are compared with the available data from the power plant which showed a good agreement. Then, to investigate the effects of the blade angle on the performance of the turbine, the angle of each row from the four rows of turbine blades is changed in each step, and the obtained results are compared with the results of the turbine original model. Increasing the installation angle of stator blades in the second row and decreasing the installation angle of rotor blades in the second row lead to increasing the produces power and efficiency of the turbine. The acquired results show that the produced power is increased by 4% and the turbine efficiency is increased by 0.87% in the bestoptimized arrangement of blades.