تحلیل و بهینه سازی آکوستیکی و آیرودینامیکی کمپرسور هوای توربین گازی با استفاده از کاهش تلفات جریانی در روی پره ها به کمک روش های عددی

از جمله موضوعات مورد توجه محققان و پژوهشگران صنعتی و دانشگاهی، مبحث بهینه سازی پره های توربوماشین است. بحث بهینه سازی جریان حول پره با استفاده از تزریق هوا از جمله روش هایی است که در سالهای اخیر برای کاهش جریان نشتی نوک پره مورد استفاده قرار گرفته است. هدف این مقاله، مدلسازی جریان حول پره های استاتور و روتور یک توربین و شبیه سازی آشفتگی جریان گذرنده از توربین می باشد. هدف دیگر بررسی شبیه سازی عمل تزریق هوا به جریان اصلی توربین از طریق پوسته توربین است. جریان حول پره ها در نرم افزار انسیس فلوئنت مدل و آشفتگی جریان حول پره ها با به کارگیری روش SST K-W شبیه سازی می شود. نتایج حاصل از مدلسازی جریان نشان می دهد که رفتار جریان در لبه حمله با اغتشاشات زیاد و تشکیل گردابه هایی همراه است که سبب ایجاد گرادیان های فشار در پائین دست جریان می گردد. در سطح مکش پره، پدیده جدایش قابل درک و در لبه فرار پره به سبب اختلاف فشار سطح مکش و سطح فشار، گردابه نعل اسبی تشکیل می شود. با تزریق هوا، پارامترهای مربوط به عملکرد پره نظیر بازده آیزنتروپیک به میزان ۱.۹۹ درصد افزایش می یابد و تغییرات اکوستیکی پره به میزان ۵۶.۶ درصد بهبود پیدا می کند و جریان نشتی نوک پره نیز کاهش قابل توجهی خواهد داشت. همچنین آشفتگی های جریان کاهش یافته و فشار جریان سطح مکش پره افزایش یافته و به این ترتیب جرییان ثانویه نوک پره کاهش یافته است.