بررسی عددی تاثیر هندسه دنده بر انتقال حرارت در یک گذرگاه خنک کننده تیغه ای توربین گاز

توربین های گازی به طور گسترده برای تولید نیروی محرکه کاربردهای زی ادی در صنایع دارن د. راندمان حرارتی و توان خروجی توربین گاز، با افزایش دمای ورودی و نسبت فشار افزایش می یابد. افزایش دمای ورودی به توربین می تواند خسارتهای جبران ناپذیری بر روی پره ها بگذارد. در همین راستا برای جلوگیری از خسارات و افزایش راندمان از روشهای مختلفی از جمله خنک کاری پره های توربین گازی استفاده می گردد. در سالهای اخیر، برای مدل سازی کامپیوتری عناصر خنک کننده، بیشتر از روش اجزا محدود استفاده شده است . چنین رویکردی به طور قابل توجهی کم هزینه است و نتایج مطابقت خوبی با داده های تجربی دارد. برای تحلیل در این پژوهش از مدل توربولانس w- k در نرم افزار Ansys/Fluent استفاده شده است . تاثیر نسبت گام دنده به عرض دنده بر انتقال حرارت بررسی می شود. کانال خنک کننده با مقطع مربعی ، با قطر هیدرولیکی ۵۰ میلی متر و طول گذرگاه ۴۶۰ میلی متر درنظر گرفته شده است . در سطح پایین و بالا گذرگاه خنک کننده، دنده های عرضی با ارتفاع (h) و عرض دنده (e ) ۵ میلی متر و نسبت گام به قطر هیدرولیکی ۲.۱ قرار گرفته است و شار حرارتی ۲w/m۸۰۰ به دیواره بالا و پایین اعمال شده است . هوای تراکم ناپذیر به عنوان سیال خنک کننده استفاده می شود. نتایج بدست آمده نشان می دهد که وجود دنده ها تاثیر قابل توجهی بر انتقال حرارت کانال دارد. دنده با هندسه ی مثلثی بالاترین مقدار عدد ناسلت را دارا می باشد و نسبت گام به عرض دنده mm۱۲ نیز بیشترین عدد ناسلت را نشان می دهد.