بررسی سه بعدی روش های خنک کاری پره های توربین گاز روی صفحه ی تخت و ارائه روشی با بالاترین راندمان خنک کاری

خنک کاری سیستم های با دمای عملکردی بسیار بالا نظیر پره های توربین های گاز، یکی از مهمترین و پیچیده ترین فرآیندهای صنعتی به شمار می آید. در این مقاله، عملکرد خنک کاری روی صفحه ی تخت به صورت سه بعدی، با روش حجم محدود و با استفاده از مدل آشفتگی k-ε واقعی شده که بهبود یافته ی مدل استاندارد می باشد، بررسی شده است. در این بررسی 4 حالت مختلف، شامل دو حالت خنک کاری لایه ای با حفره ی استوانه ای و کانسول، یک مدل خنک کاری برخوردی و یک مدل خنک کاری تراوشی (با دیواره ی متخلخل ) مورد مقایسه قرار گرفته اند. برای بررسی اعتبارسنجی داده ها، راندمان خنک کاری حالت کانسول با داده های تجربی مورد مقایسه قرار گرفته که نمایانگر انطباق بسیار خوب روش عددی بکار گرفته شده است. راندمان آدیاباتیک خنک کاری، نسبت دمش (M) و اثرات نسبت چگالی با تزریق دو سیال هوا و دی اکسید کربن به عنوان سیال سرد (DR) برای همه-ی حالت ها بررسی شده است. برای بررسی عمق نفوذ سیال سرد در جریان اصلی و نشان دادن توزیع دما و راندمان روی سطح، کانتورهای راندمان برای حالت کانسول و مدل خنک کاری تراوشی که ایده ی نوینی در خنک کاری به شمار می آید، با یکدیگر مورد مقایسه قرار گرفته اند. هدف این مقاله یافتن بهترین روش خنک کاری با بالاترین راندمان است و نتایج این مقاله نشان داد که مدل خنک کاری تراوشی طراحی شده راندمان بالاتری را نسبت به حالت های متداول در صنعت دارد.