تحقیق تجربی و عددی ضریب اثربخشی خنک‌کاری لایه‌ای در نوک پره توربین دارای اسکوئیلر

Abstract

در کار تحقیقاتی حاضر، به بررسی اثر حضور اسکوئیلر در بهبود عملکرد آیرودینامیکی و توزیع بار حرارتی در ناحیه نوک پره پرداخته شده است. ابتدا اثر چهار نسبت دمش مختلف بر روی عملکرد خنک‌کاری نوک پره دارای اسکوئیلر به‌صورت تجربی و با استفاده از روش اندازه‌گیری انتقال حرارت در حالت پایا و با کمک دمانگار مادون قرمز بررسی شده است. سپس با بهره‌گیری از رهیافت RANS به بررسی عملکرد خنک‌کاری و افت‌های آیرودینامیکی در نوک پره تخت و دارای اسکوئیلر پرداخته شده است. نتایج حاصل از تحقیقات تجربی نشان می‌دهد در پره دارای اسکوئیلر، با افزایش نسبت دمش، مناطق وسیع‌تری از نوک پره تحت پوشش سیال خنک‌کننده قرار می‌گیرند. نتایج شبیه‌سازی عددی نشان می‌دهد، در تمام نسبت دمش‌ها، متوسط اثربخشی در سطح پروفیل پره با نوک تخت کمتر از پره دارای اسکوئیلر است. در پره دارای اسکوئیلر، با افزایش نسبت دمش، مقدار متوسط ضریب انتقال حرارت در سطح پروفیل پره‌ با نوک تخت و دارای اسکوئیلر به ترتیب به مقدار 43% و44% کاهش پیدا کرده و متوسط ضریب اثربخشی بر روی لبه داخلی اسکوئیلر و سطح بالای اسکوئیلر به ترتیب 23% و %15 افزایش پیدا می‌کند. ضمنا با بالا رفتن نسبت دمش، انتقال حرارت در سطوح ذکرشده کاهش پیدا می‌کند. با بررسی عملکرد آیرودینامیکی در پره نشان داده شد که حضور اسکوئیلر سبب کاهش دبی گذرنده از ناحیه درز نوک و قدرت ورتکس نشتی نوک می‌شود.