مقایسه عملکرد حرارتی بخار و هوا به عنوان سیال خنک کننده در پره های یک توربین گاز

افزایش دمای ورودی به پره های توربین ، یکی از مهم ترین راهکارهای افزایش راندمان سیکل توربین گاز و قدرت خروجی می باشد. در نتیجه استفاده از هوای خنک کاری به منظور جلوگیری از تخریب پره، ضروری می باشد. در این پژوهش ، با استفاده از روش انتقال حرارت هم زمان، به بررسی جریان در یک پره ساکن توربین گاز پرداخته شد. پس از مقایسه عملکرد دو مدل آشفتگی دو معادله ای SST و چهار معادله ای SST-γ-Reθ مشخص شد که نتایج حاصل از مدلتوربولانسی از تطابق بهتری با نتایج تجربی و به خصوص در ناحیه انتقال سطح مکش برخوردار می باشند. نتایج حرارتی حاصل از توزیع دما در این مدل چهار معادله ای ، دارای حداکثر اختلاف ۴ درصد در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی است ؛ در حالی که این اختلاف برای مدل SST حدود ۹ درصد می باشد. در بخشی دیگر از این پژوهش و به منظور کاهش بیشتر و موثرتر دما، عملکرد بخار به عنوان خنک کننده، مورد ارزیابی قرار گرفت . نتایج نشان می دهد که هنگام استفاده از بخار به جای هوا، راندمان خنک کاری بر روی سطح فشار ۱۰ درصد و بر روی سطح مکش ۷ درصد افزایش می یابد. همچنین استفاده از بخار سبب کاهش ۳۵ درجه ای دما، در کل حجم پره، در مقایسه با هوا می گردد.