بررسی ترکیب آرایه جت‌های مماسی و ضربه‌ای در بهبود خنک‌کاری لبه پیشرو پره توربین‌گاز

یکی از راه‌های افزایش بهروری در توربین‌های گازی بالا بردن دمای جریان ورودی به آن‌ها می‌باشد. خنک‌کاری ضربه‌ای جت سیال با بیشترین پتاسیل افزایش ضریب انتقال حرارت محلی موجب کاهش تاثیرات جریان نقطه سکون و همچنین کاهش میزان انتقال حرارت در لبه پیشرو به عنوان بحرانی‌ترین ناحیه‌ی پره در برابر برخورد جریان سیال داغ می‌شود. در این مطالعه به شبیه‌سازی سه‌بعدی چهار کانال‌ مقعر با آرایش، تعداد و شکل جت‌های مماسی و عمودی به صورت ترکیبی و تکی با هدف مقایسه‌ی میزان و توزیع افت فشار کل کانال و انتقال حرارت روی سطح هدف پرداخته شده است. در تمام کانال‌های خنک‌کننده مجموع مساحت تمامی سوراخ‌های جت پاششی به سطح هدف، بایکدیگر برابر در نظر گرفته شده است. نتایج عددی با بهره‌گیری از مدل توربولانسی اسپالارت آلماراس در رینولدز 10000 و 15000 حاصل گردیده است. نتایج نشان می‌دهد با توجه به در نظر گرفتن دمای ثابت برای سطح هدف، میزان ناسلت جت‌های عمودی استوانه‌ای در مقایسه با جت‌های مماسی و ترکیب جت‌های عمودی - مماسی با قطرهای متفاوت به ترتیب در حدود 57 و 16درصد بیشتر بوده است. همچنین جت ترکیبی عمودی – مماسی با قطر‌های یکسان کمترین توزیع ناسلت در صفحه مقعر را داشته است. میزان افت‌ فشار و اصطکاک در کانال‌های مورد بررسی تفاوت قابل توجهی با یکدیگر نداشته‌اند.