بررسی عددی تاثیر زاویه سوراخ تزریق خنک کننده بر اثربخشی خنک کاری لایه ای جریان نوسانی موج مربعی صفحه تخت

Abstract

در این مقاله اثر تغییر زاویه تزریق بر اثربخشی خنک کاری لایه ای صفحه تخت با نوسان مربعی در فرکانس های مختلف بررسی می شود. خنک کاری لایه ای برای سرد کردن پره های توربین و افزایش عمر پره استفاده می شود. چهار زاویه تزریق 20، 25، 30 و 35 درجه انتخاب شده اند. جریان نوسانی در سه فرکانس 2، 50 و 500 هرتز و سیکل کاری 5/0 مورد بررسی قرار می گیرد. از روش حجم محدود برای حل معادلات جریان استفاده گردید. از مدل sst-k-omega جهت مدل سازی آشفتگی استفاده گردید. نتایج نشان داد زاویه تزریق 20 تا 25 درجه در سه فرکانس مورد بررسی بیشترین اثربخشی خنک کاری لایه ای خط مرکزی و جانبی را به خصوص در نواحی دور از لبه سوراخ تزریق داشت. فرکانس های بالاترافزایش اثربخشی خنک کاری لایه ای در فواصل ابتدایی پایین دست سوراخ را بدنبال دارد. در فواصل دوردست، فرکانس پایین تر بیشترین اثربخشی را داشت. بیشترین تفاوت اثربخشی خط مرکزی در فرکانس 500 هرتز و بین زاویه 20 و 35 درجه به دست آمد و برابر 3/64% بود. این مقدار برای اثربخشی جانبی 9/98% بود. با افزایش فرکانس فاصله زمانی قطع و وصل جریان کاهش یافته در نتیجه اثربخشی لحظه ای نیز دارای تغییرات کندتری نسبت به فرکانس های پایین تر داشت. نسبت دمش 5/0 در مقایسه با نسبت دمش 75/0 و 1 در تمامی زوایا و فرکانس ها بیشترین اثربخشی را داشت. حداکثر تفاوت مقدار اثربخشی در نسبت دمش 5/0 در مقایسه با دو نسبت دمش دیگر برابر 4/187% بود.