طراحی و شبیه سازی بخش توربین در یک موتور توربوفن سنگین با استفاده از روش های عددی

موتورهای توربوفن سنگین با مقادیر تراست بالا، از جایگاه ویژه ای در بین موتورهای هوایی برخوردار می باشند. در میان اجزای مختلف موتورهای توربین گاز، بخش توربین، به دلیل دما و دور کاری بالای اجزای آن، از حساسیت و اهمیت بالایی برخوردار است. در مطالعه حاضر، ابتدا بر اساس نتایج حاصل از طراحی سیکل، طراحی مفهومی توربین موتور توربوفن مدنظر با استفاده از نرم افزارها و الگوریتم های تعریف شده، انجام شده است. در ادامه شبیه سازی عددی جریان بر روی پره های طراحی شده صورت گرفته و عملکرد توربین طراحی شده بررسی شده است. نتایج طراحی مفهومی، به ویژه هندسه پره های توربین، تطابق خوبی با اطلاعات در دسترس موتور اصلی داشتند. نسبت فشار توربین های طراحی شده در بخش طراحی مفهومی و شبیه سازی عددی تنها 0.7 و 0.5درصد اختلاف داشتند. با این حال بازده توربین فشار بالا، به دلیل در نظر نگرفتن خنک کاری در شبیه سازی عددی، بین طراحی مفهومی و شبیه سازی عددی، در حدود 5.6 درصد اختلاف داشتند.

design and simulation of the turbine section in a turbofan engine using numerical methods

heavy turbofan engines with high thrust values have a special place among air engines. between the components of gas turbine engines, the turbine part is very sensitive and important due to the high temperature and long-distance operation of its components. in the present study, based on the results of the cycle design, the conceptual design of the turbine of the considered turbofan engine has been done by using the defined software and algorithms. the pressure ratio of the designed turbines in the conceptual design and numerical simulation section differed only by 0.7 and 0.5%. however, the efficiency of the high pressure turbine differed by about 5.6% between the conceptual design and the numerical simulation due to not considering the cooling in the numerical simulation.