پدیده نوسان در جریان خنک‌کاری پره توربین گاز و تاثیر آن بر توزیع دما

خنک‌کاری داخلی پره‌های توربین گاز همواره تحت جریان نوسانی قرار می‌گیرد. یکی از علت‌های این نوسان به دلیل حرکت نسبی پره‌های ساکن و متحرک در سمت کمپرسور می‌باشد. مطالعه حاضر اثر نوسان در دبی جرمی خنک‌کاری را بر توزیع دمای پره توربین گاز بررسی می‌کند. پره مورد مطالعه، پره ناسا سی‌تری‌ایکس (c3x) است. برای ساده‌سازی مسئله تنها کانال خنک‌کاری در موقعیت لبه حمله پره، جایی که پره بیشترین تبادل حرارت را با گاز داغ دارد، به روش انتقال حرارت مزدوج مورد مطالعه قرار گرفت. معادلات ناویر-استوکس تراکم‌پذیر و گذرا با متوسط گیری فاور، معادلات حاکم بر مسئله را تشکیل می‌دهند. ایجاد نوسان به صورت موج مربعی، با قطع و وصل دبی خنک‌کننده انتخاب شد. نتایج در فرکانس‌های 60، 500، 2000، 3200، 4000 و 5000 هرتز ارائه شده است. مقایسه دمای دیوارههای داخلی و خارجی با نتایج حالت پایا نشان داد که با افزایش فرکانس، توزیع دما به سمت یک توزیع ثابت می‌رود که این توزیع ثابت بسیار نزدیک به توزیع دمای با دبی متوسط است (متوسط مقدار قطع و وصل نوسان). نتایج حاصل از این تحقیق به عنوان یک کاربرد مهندسی می‌تواند مورد توجه طراحان قرار گیرد و از داغ شدن بیش از حد پره توربین جلوگیری نماید.