تحلیل عددی تاثیر زبری سطح پره بر کارایی و میدان جریان توربین گاز

به دلیل مواجه بودن بخش توربین یک موتور توربین گاز با دمای بالا و خصوصیات گاز ورودی، کارایی توربین حین کارکرد در معرض کاهش قرار می گیرد. شرایط کارکرد منجر به ایجاد خوردگی یا رسوب و در نتیجه افزایش زبری سطح پره آن می شوند. با توجه به پیچیدگی جریان درون توربین برای شناخت میدان جریان و دما درون طبقه توربین نیاز به انجام تحلیل سه بعدی می باشد. هدف از این مقاله بررسی تاثیر زبری بر میدان جریان و کارایی توربین گازی با شبیه‌سازی عددی است. در این پژوهشطبقه چهارم توربین هانوفر که در آزمایشگاه دانشگاه صنعتی هانوفر آلمان به صورت تجربی آزمایش شده است، بصورتسهبعدی در نرم‌افزار انسیس-سی اف ایکسشبیه‌سازی ونتایجحل عددی بانتایج آزمایشگاهی اعتبارسنجی شد. در ادامه تاثیر زبری پره در دو ارتفاع معادل دانه های ماسه mµ106(رژیم نیمه‌ زبر) وmµ400 (کاملاً زبر) بر خصوصیات میدان جریان و عملکرد یک مرحله توربین در 4 دبی جرمی مختلف مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد مجموع افت راندمان ناشی از زبری استاتور و زبری روتور برابر با افت راندمان ناشی از زبری کل مرحله است. به‌علاوه، تاثیر افزایش زبری پره استاتور و روتور در کاهش راندمان تقریباً مساوی است.