تحلیل عددی میدان جریان و دما در روش خنک کاری لایه ای از طریق یک ردیف سوراخ با هندسه بیضوی

دمای گازهای حاصل از احتراق در محفظه احتراق توربین گاز و در ورود به توربین و برخورد با پره های آن، بسیار بالا می باشد. این دما گاهی تا 2400 کلوین هم میرسد، در حالی که دیواره محفظه احتراق توانایی تحمل چنین تنش حرارتی را ندار. بنابراین دما و گرادیان دما در پره توربین و دیواره محفظه احتراق باید توسط یکی از روش های خنک کاری کنترل گردیده و در حد مجاز نگه داشت ه شود. یکی زا روش های محافظتی، خنک کاری لایه ای پره توربین و دیواره محفظه احتراق می باشد. در این مقاله ، تحلیل عددی میدان جریان و دما در روش خنک کاری لایه ای از طریق یک ردیف سوارخ بیضوی شکل، برای 5 شکل هندسی سوراخ متفاوت صورت گرفته و از این طریق نسبت بهینه نرخ دنش و نسبت بهینه شار ممنتوم برای هر کدام از سوراخ ها، تعیین گردیده است. هندسه های مورد بررسی، بیضی های با نسبت قطرهای (b/a) برابر با 0/5، 1/0، 1/74، 2/0 و 3/0 بوده اند. مدل آشفتگی مورد استفاده، مدل انتقال تنش برشی (k-w/SST) بوده و از زاویه تزریق 35 درجه سانتی گراد استفاده گردیده است. نسبت چگالی هوای خنک کننده به هوای داغ، 2 در نظر گرفته شده و تحلیل ها برای نسبت نرخ دمش های 0/1 الی 2/0 (نسبت شار ممنتوم 0/01 الی 2/00 ) صورت گرفته است. مقایسه نتایج به دست آمده در حالت دایروی با نتایج عددی و تجربی موجود، حاکی از تطابق قابل قبولی می باشد. نتایج ارائه شده برای میدان جریان و دما، در مقاطع مختلف و با فواصل متفاوت از خروجی سوراخ در جهات z,y,x ارائه گردیده اند. همچنین مقایسه ای مابین دو شرط مرزی قابل استفاده برای دیواره های کناری ناحیه حل (شرایط مرزی تقارن و پریودیک) انجام گرفته است.