بررسی عددی تاثیر زبری پره و کانال‌های خنک کاری بر توزیع دمای پره توربین گاز

زبری سطح خارجی پره‌ها و سطح کانال‌های خنک کاری یکی از مواردی است که بر توزیع دمای پره تاثیر قابل توجهی دارد. با افزایش زبری، اغتشاش زیرلایه‌های جریان بیشتر شده و انتقال حرارت افزایش می‌یابد. در این تحقیق پره توربین c3x که با 10 کانال خنک کاری می‌شود با استفاده از نرم افزار انسیسسی اف ایکس و مدل آشفتگی اس.اس.تی. به صورت سهبعدی شبیهسازی شده و تاثیر زبری سطح خارجی و سطح داخلی کانال‌های خنک کاری بر توزیع دما، بررسی شده است. نتایج مطالعه نشان دادند در سمت خارجی پره که حرارت از سیال داغ به پره توربین منتقل می‌شود، افزایش زبری تا زمانی که سطح نیمه زبر باشد (reks < 70) تاثیر چندانی بر توزیع دمای سطح ندارد، اما افزایش بیش از این مقدار حدود 8% به میزان دمای سطح می‌افزاید. بنابراین باید توجه شود که سطح خارجی پره همواره در ناحیه نیمه زبر قرار داشته باشد. در سطح داخلی کانال‌های خنک کاری حرارت از پره به سیال خنک کن منتقل می‌شود، لذا بر خلاف سطح خارجی، زبری سطح کانال‌ها به فرآیند خنک کاری کمک کرده و افزایش آن به میزان ناچیز ( ناحیه نیمه زبر) در کاهش دمای سطح پره موثر است (حدود 8%) و سبب بهبود ضریب عملکرد هیرولیکی‌‌حرارتی کانال‌ها تا حدود 2.5 برابر می‌شود.