بررسی عددی تاثیر زبری پره و کانال های خنک کاری بر توزیع دمای پره توربین گاز

زبری سطح خارجی پره ها و سطح کانال های خنک کاری یکی از مواردی است که بر توزیع دمای پره تاثیر قابل توجهی دارد. با افزایش زبری، اغتشاش زیرلایه های جریان بیشتر شده و انتقال حرارت افزایش می یابد. در این تحقیق پره توربین C3X که با 10 کانال خنک کاری می شود با استفاده از نرم افزار انسیس-سی اف ایکس و مدل آشفتگی اس.اس.تی. به صورت سه-بعدی شبیه-سازی شده و تاثیر زبری سطح خارجی و سطح داخلی کانال های خنک کاری بر توزیع دما، بررسی شده است. نتایج مطالعه نشان دادند در سمت خارجی پره که حرارت از سیال داغ به پره توربین منتقل می شود، افزایش زبری تا زمانی که سطح نیمه زبر باشد (Reks < 70) تاثیر چندانی بر توزیع دمای سطح ندارد، اما افزایش بیش از این مقدار حدود 8% به میزان دمای سطح می افزاید. بنابراین باید توجه شود که سطح خارجی پره همواره در ناحیه نیمه زبر قرار داشته باشد. در سطح داخلی کانال های خنک کاری حرارت از پره به سیال خنک کن منتقل می شود، لذا بر خلاف سطح خارجی، زبری سطح کانال ها به فرآیند خنک کاری کمک کرده و افزایش آن به میزان ناچیز ( ناحیه نیمه زبر) در کاهش دمای سطح پره موثر است (حدود 8%) و سبب بهبود ضریب عملکرد هیرولیکی - حرارتی کانال ها تا حدود 2.5 برابر می شود.