آمار
| تعداد نشریات | 43 |
| تعداد شماره‌ها | 1,230 |
| تعداد مقالات | 15,131 |
| تعداد مشاهده مقاله | 50,638,679 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 13,725,798 |
مطالعه‌ی عددی جهت بهبود عملکرد حرارتی برای خنک‌کاری داخلی توربین‌گاز در کانال‌های چهار گذره | ||
| مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز | ||
| مقاله 20، دوره 52، شماره 2 - شماره پیاپی 99، مرداد 1401، صفحه 183-192 اصل مقاله (688.76 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/jmeut.2022.47650.2970 | ||
| نویسندگان | ||
| پویا پویایی1؛ محمدحسن کیهانی2؛ محمود نوروزی* 3 | ||
| 1کارشناسی ارشد، گروه تبدیل انرژی، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران | ||
| 2استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران | ||
| 3دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران | ||
| چکیده | ||
| این مطالعه با هدف انجام شبیه‌سازی سه‌بعدی سیستم خنک‌کاری داخلی توربین‌گاز برای حالت ثابت و چرخان در ناحیه میانی کانال‌های صاف چهارگذره جهت ارزیابی جریان سیال و انتقال گرمای آشفته انجام شده است. هندسه خم به حالت U-شکل تغییر کرده و پرهراهنما در ناحیه خم به منظور افزایش عملکرد کلی کانال خنک‌کننده نصب شده است. نتایج معادلات حاکم با استفاده از مدل آشفتگی تنش رینولدز به دست آمده است. کانال‌های خنک‌کننده در سه عدد رینولدز مختلف از 20000 تا 60000 و عدد چرخش 13/0 شبیه‌سازی شده است. تأثیر پره‌ی‌راهنما در ناحیه‌ی خم U-شکل، علاوه بر کاهش ناحیه‌ی حباب جدایش و چرخش سیال در جریان بالا‌دست خم، باعث ساختار جریان یکنواخت‌تر در ناحیه خم و گذرگاه بعدی می‌شود. بطوری که اصلاح خم و استفاده از پره هدایتگر جریان نسبت به هندسه مبنا در حالت ثابت افت فشار و ضریب عملکرد حرارتی را به ترتیب در حدود4/13% کاهش و 5/22% افزایش می‌دهد. اثرگذاری پرهراهنما بر میزان انتقال گرما در حالت چرخان محسوس نمی‌باشد، اما به دلیل کاهش افت فشار سبب افزایش میزان ضریب عملکرد حرارتی تا 4/9% خواهد شد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| توربین‌گاز؛ خنک‌کاری داخلی؛ کانال‌های چهارگذره؛ مدل توربولانسی تنش رینولدزی؛ پره‌ی راهنما؛ عملکرد حرارتی | ||
| مراجع | ||
|
[1] Weigan B., Semmler K., Wolfersdorf J.V., Heat Transfer Technology for Internal Passages of Air-Cooled Blades for Heavy-Duty Gas Turbines. Annals of the New York Academy of Sciences, Vol. 934, pp. 93-179-, 2001.
[2] Han J.C., Fundamental Gas Turbine Heat Transfer. Journal of Thermal Science and Engineering Applications, Vol. 5, 2013.
[3] Han J.C., Dutta S, Ekkad S., Gas Turbine Heat Transfer and Cooling Technology. 2012.
[4] Wagner J.H., Johnson B.V, Kopper F.C., Heat Transfer in Rotating Serpentine Passages With Smooth Walls. Journal of Turbomachinery. Vol. 113, pp. 330 -321-, 1991.
[5] Hwang G.J., Tzeng S.C., Mao C.P., Heat Transfer of Compressed Air Flow in a Spanwise Rotating Four-Pass Serpentine Channel. Journal of heattransfer, Vol. 112.1999.
[6] Zehnder F., Schüler M., Weigand B., Wolfersdorf J.V, and Olaf Neumann S., The Effect of Turning Vanes on Pressure Loss and Heat Transfer of a Ribbed Rectangular Two-Pass Internal Cooling Channel. Journal of Turbomachinery, Vol. 133, 2009.
[7] حسینعلی‌پور ح. افکاری پ. شهبازیان ح.، مقایسه تاثیر چیدمان مختلف تکنولوژی ریب های V شکل در افزایش توربولانس جریان و انتقال حرارت در خنک کاری داخلی پره های توربین گاز. مجله مهندسی مکانیک مدرس، د. 17، ش. 5، ص 316-326، 1396.
[8] Lei J., Su P., Xi G, Lorenzini G., The effect of a hub turning vane on turbulent flow and heat transfer in a four-pass channel at high rotation numbers. International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 92, 2016.
[9] Chu H.C., Chen H.C., Han J.C, Numerical Simulation of Flow and Heat Transfer in Rotating Cooling Passage With Turning Vane in Hub Region. Journal of Heat Transfer, Vol. 140, 2017.
[10] Erelli R., Saha A., Panigrahi P., Influence of turn geometry on turbulent fluid flow and heat transfer in a stationary two-pass square duct. International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 89, 2015.
[11] Saha K., Acharya S., Effect of Bend Geometry on Heat Transfer and Pressure Drop in a Two-Pass Coolant Square Channel for a Turbine. Journal of Turbomachinery, Vol. 135, 2012.
[12] Coletti F., Verstraete T., Vanderwielen T., Bulle J. and Arts T., Optimization of a U-Bend for Minimal Pressure Loss in Internal Cooling Channels: Part II-Experimental Validation. journal of Turbomachinery, Vol. 135, 2011.
[13] Verstraete T., Coletti F., Bulle J., Vanderwielen T. and Arts T., Optimization of a U-Bend for Minimal Pressure Loss in Internal Cooling Channels: Part I-Numerical Method. journal of Turbomachinery, Vol. 135, 2011.
[14]حسینعلی‌پور ح. شهبازیان ح. قبادی م. نوروزی م.، آنالیز سیالاتی-حرارتی اثرات دوران و بویانسی دورانی در خنک‌کاری داخلی پره‌های توربین گاز، مطالعه آزمایشگاهی. مکانیک سازه‌ها و شاره‌ها، د.8، ش.3، ص277-288، 1397.
[15] Singh P., Ji Y, Ekkad S., Multi-Pass Serpentine Cooling Designs for Negating Coriolis Force Effect on Heat Transfer: Smooth Channels. Journal of Turbomachinery,Vol. 141, 2019.
[16] Brahim B., Numerical Simulation of the Effect of Rib Orientation on Fluid Flow and Heat Transfer in Rotating Serpentine Passages. Journal of Thermal Science and Engineering Applications, Vol. 9, 2016.
[17] Namgoong H., Ireland P., Son C., Optimisation of 18 U-shaped bend shape for a turbine blade cooling passage leading to a pressure loss coefficient of approximately0.6. Journal of Aerospace Engineering, Vol. 230, 2015.
[18] Lei J., Li S.J., Han J.H., Zhang L., Moon H.K., Heat Transfer in Rotating Multipass Rectangular Ribbed Channel With and Without a Turning Vane, Journal of Heat Transfer. Vol. 135, 2013.
[19] Wu B., Yang X.,Liu Z., Feng., Effects of novel turning vanes on pressure loss and tip-wall heat transfer in an idealized U-bend channel, International Communications in Heat and Mass Transfer. Vol. 121, p. 105072, 2021.
[20] Ansys Fluent Theory Guide17/2. Antsy Inc, USA, 2016.
[21] Webb R., Kim N.H., Principles of Enhanced Heat Transfer. 2004. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 307 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 107 |
||