بررسی رفتار حباب جدایش روی سطح مکش یک پره لیفت ‌بالا در توربین فشارپایین با استفاده از تجزیه مدهای متعامد سره

Abstract

span style=font-size:12px;span style=font-family:iransharp;موتورهای توربوفن به صورت گسترده در هواپیماهای امروزی به کار می‌روند. توربین‌های فشارپایین سنگین‌ترین جزء موتورهای توربوفن هستند و کاهش‌دادن وزن آنها در کاهش مصرف سوخت ویژه و بهبود راندمان کلی این موتورها بسیار تاثیرگذار است. یکی از راه‌های کاهش وزن، کاهش تعداد پره‌ها است که با افزایش بارگذاری روی هر پره همراه می‌شود و به این منظور می‌توان از ایرفویل‌های لیفت‌بالا در طراحی استفاده کرد. با توجه به بالابودن احتمال جدایش در این پره‌ها، شناسایی موقعیت و اندازه حباب جدایش برای تعیین مقدار افت انرژی جریان اهمیت فراوان دارد. در این پژوهش ردیف پره لیفت‌بالای span dir=LTRT۱۰۶D-EIZ/span به روش میانگین‌گیری رینولدز معادلات ناویر- استوکس ناپایا span dir=LTR(URANS)/span با مدل آشفتگی تنش برشی span dir=LTR(SST)/span و مدل گذار nbsp;در دو عدد رینولدز ۲۰۰,۰۰۰ و ۶۰,۰۰۰ و عدد ماخ آیزنتروپیک خروجی ۰/۴ که بیانگر شرایط جریان در توربین فشارپایین است، به صورت دوبعدی شبیه‌سازی عددی شده است. نتایج نشان می‌دهند هنگامی که عدد رینولدز بزرگ باشد، روی سطح مکش حباب جدایش کوچک و محدود باقی می‌ماند و لایه برشی جداشده به سطح پره بازگشته و مقدار افت انرژی جریان کاهش می‌یابد. درحالی که در عدد رینولدز کم‌، حباب جدایش بزرگ شده و افت انرژی سیال افزایش می‌یابد. حباب جدایش به صورت مستقیم از خطوط همتراز فشار قابل تشخیص نیست اما بررسی میدان فشار به روش تجزیه مدهای متعامد سره، قابلیت شناسایی ساختارهای درون جریان شامل کشش گردابه، شروع جدایش و بازگشت جریان به سطح را به دست می‌دهد. هنگامی که اندازه حباب جدایش بزرگ است، ساختارهای گردابی بزرگی در سطح مکش تشکیل می‌شود. رهایی این گردابه‌های بزرگ باعث افزایش بیش از ۵۰% مقدار افت پروفیل می‌شود./span/spanbr nbsp;