محمد مرشدی - کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران
محمدرضا علیگودرز - دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران

با افزایش دمای ورودی توربین، گرمای منتقل شده به پره توربین به میزان قابل توجهی افزایش مییابد. یکی از قسمتهای پره، نوک آن است که در معرض جریان گاز بسیار داغ قرار دارد و بارهای حرارتی زیادی را متحمل میشود. یکی از روشهای معمول برای خنک کاری این قسمت، طراحی کانالهایUشکل با چرخش 180 درجه در زیر نوک پره است. بهبود انتقال حرارت همرفتی نقشی مهم در خنک کاری داخلی و افزایش طول عمر پره دارد. در این مقاله، عملکرد انتقال حرارت در نوک پره و ضریب اصطکاک به صورت عددی بررسی شده است. عدد رینولدز ورودی از 200000 تا 440000 متغیر است. محاسبات به صورت سه بعدی، پایا، تراکم ناپذیر و غیرچرخشی است. جزئیات جریان سه بعدی سیال و انتقال حرارت روی دیواره نوک کانال ارائه شده است.مقایسه عملکرد کلی مدلها ارائه شده است. در این مطالعه با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی، به بررسی جریان خنک کاری داخلی نوک پره با ساختار ترکیبی از گودی و برآمدگی و اثر موقعیت قرارگیری آنها نسبت به یکدیگر پرداخته شده است. در نهایت مشخص شد که ضریب انتقال حرارت در کانال خنک کاری با نوک گودی-برآمدگی دار، در حالتهای مختلف، نسبت به حالت صاف، بین 39/7 تا 104/3 درصد بهبود مییابد. در حالی که افت فشار نیز در حدود 3 تا 6 درصد زیاد میشود. بنابراین ترکیبی از گودی و برآمدگی در سطح داخلی نوک کانال خنک کاری، توانسته است با افزایش ناچیزی در افت فشار، انتقال حرارت را به میزان قابل توجهی بهبود دهد.

انتقال حرارت، توربین گاز، خنک کاری، نوک دیوار، کانالهای Uشکل