بررسی تجربی و عددی آثار پذیرش جزئی بر توزیع جریان در فضای محوری توربین فرا‌صوت

علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

مقاله 2، دوره 24، شماره 2، شهریور 1392، صفحه 17-32   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/fum-mech.v24i2.27058

نویسندگان

رضا آقایی طوق؛ ابوالقاسم مسگرپور طوسی^*

امیرکبیر

چکیده

در توربین‌های محوری که در نسبت فشارهای بالا کار می‌کنند، می‌توان با استفاده از پره‌های فراصوت کار ویژه‌ی بالا به‌دست آورد. در این توربین‌ها دبی جرمی سیال کاری کم می‌باشد و ارتفاع پره‌ها کوچک است. جریان در گذرگاه‌هایی با ارتفاع کوچک، به‌دلیل تشکیل گردابه‌های نعل اسبی یا انتهای دیواره، دچار انسداد می‌شود. استفاده از روش پذیرش جزئی امکان استفاده از پره‌های بلندتر را فراهم و از این نوع اتلافات جلوگیری می‌کند. اما پذیرش جزئی خود موجب بروز اتلافات دیگری است که از پارامترهای متعدد، از جمله پارامترهای هندسی نازل‌های ورودی توربین پیروی می‌کند. نازل‌ها در حکم استاتور می‌باشند و به‌صورت هم‌گرا- واگرا هستند. پارامترهای هندسی تأثیر خود را در توزیع جریان در فضای محوری خروجی نازل- ورودی روتور نشان می‌دهند. علاوه‌برآن، تغییر این پارامترها، حتی به‌صورت جزئی، موجب تغییر درجه‌ی پذیرش جزئی می‌گردد. مطالعات نشان می‌دهد، راندمان توربین به‌شدت به درجه‌ی پذیرش جزئی وابسته است. در این مقاله، با انجام آزمایش‌های تجربی و تحلیل‌های یک‌بعدی و سه‌بعدی، الگوی جریان و پارامترهای مؤثر بر آن در فضای محوری بررسی و ارزیابی شده است. نتایج نشان می‌دهد که تغییرات اندک پارامترها تأثیر قابل توجهی بر توزیع جریان و عملکرد توربین دارد.

کلیدواژه‌ها

توربین فراصوت؛ پذیرش جزئی؛ فاصله‌ی محوری؛ تحلیل عددی سه‌بعدی

مراجع