مطالعه تاثیر تعداد پره‌ها بر عملکرد یک توربین‌گاز محوری

در مقاله حاضر به بررسی تاثیر تعداد پره های یک توربین گازی محوری دو طبقه بر عملکرد آن با استفاده از روش های عددی پرداخته شده است. توربین گازی مدلf5 شرکت جنرال الکتریک انتخاب شده و مشخصات هندسی این مدل در مطالعه حاضر ایجاد و لحاظ شده است. برای این هدف ابتدا هندسه پره های توربین با ابعاد واقعی و فضای عبوری سیال، بین پره ها، به صورت مجزا ایجاد شده و سپس هندسه ایجاد شده شبکه بندی شده است. در نهایت پس از قراردادن پره های شبکه بندی شده در کنار هم و ایجاد مدل نهایی توربین در نرم افزار ansys cfx، معادلات سه بعدی پیوستگی، اندازه حرکت و انرژی در حوزه محاسباتی حل می شود. اثرات دیواره بر جریان آشفته با استفاده از مدل آشفتگی انتقال تنش برشی محاسبه شده است. قبل از هر گونه تغییری در توربین اصلی ابتدا مطالعه عددی روی آن انجام شده و نتایج به دست آمده با نتایج تجربی که از نیروگاه داده شده مقایسه شد که تطابق خوبی را نشان می دهد. سپس به منظور بررسی تاثیر تعداد پره های توربین بر عملکرد آن در هر گام تعداد پره های یک ردیف از چهار ردیف پره های توربین مورد پژوهش تغییر داده شده و بررسی ها روی توربین تغییر یافته انجام می شود. در ادامه برای بررسی اثر تغییر ایجاد شده بر عملکرد توربین نتایج به دست آمده از حل مساله فوق با مدل اصلی مقایسه شده است. نتایج به دست آمده افزایش 0/83% توان تولیدی و افزایش 0/81% بازده توربین را برای افزایش تعداد پره های استاتور ردیف دوم از 62 به 71 پره نشان می دهد.

Effect of Number of Blades on Performance of an Axial Gas Turbine

In the present work, the effects of blades number on the performance of two stages axial gas turbine have been investigated numerically. Geometry characteristics of the gas turbine have been chosen based on the F5 model of General Electric Company. First, the blades geometry and fluid passages are initially generated due to the real dimensions of the turbine and the generated geometry is networked. Then, the final model of the turbine is generated by gridding blades which set beside each other. Then, Ansys CFX software is used to solve the 3D NavierStokes equations in the generated computational domain. The shear stress transport turbulence model has been employed in order to determine the wall effects on the turbulent flow. Before any change in the main turbine, a numerical study was performed and a comparison was conducted between the numerical results and experimental results measured in the power station which the results show a good level of agreement between them. The number of blades of each row has been changed in order to investigate the effects of blade number on the turbine efficiency. The results show that the power generation of the turbine and its efficiency are increased by 0.83% and 0.81%, respectively by an increase in the number of secondrow stator blades from 62 to 71 blades.