مطالعه تاثیر تعداد پره ها بر عملکرد یک توربین گاز محوری

در مقاله حاضر به بررسی تاثیر تعداد پره های یک توربین گازی محوری دو طبقه بر عملکرد آن با استفاده از روش های عددی پرداخته شده است. توربین گازی مدلF5  شرکت جنرال الکتریک انتخاب شده و مشخصات هندسی این مدل در مطالعه حاضر ایجاد و لحاظ شده است. برای این هدف ابتدا هندسه پره های توربین با ابعاد واقعی و فضای عبوری سیال، بین پره ها، به صورت مجزا ایجاد شده و سپس هندسه ایجاد شده شبکه بندی شده است. در نهایت پس از قراردادن پره های شبکه بندی شده در کنار هم و ایجاد مدل نهایی توربین در نرم افزار Ansys CFX، معادلات سه بعدی پیوستگی، اندازه حرکت و انرژی در حوزه محاسباتی حل می شود. اثرات دیواره بر جریان آشفته با استفاده از مدل آشفتگی انتقال تنش برشی محاسبه شده است. قبل از هر گونه تغییری در توربین اصلی ابتدا مطالعه عددی روی آن انجام شده و نتایج به دست آمده با نتایج تجربی که از نیروگاه داده شده مقایسه شد که تطابق خوبی را نشان می دهد. سپس به منظور بررسی تاثیر تعداد پره های توربین بر عملکرد آن در هر گام تعداد پره های یک ردیف از چهار ردیف پره های توربین مورد پژوهش تغییر داده شده و بررسی ها روی توربین تغییر یافته انجام می شود. در ادامه برای بررسی اثر تغییر ایجاد شده بر عملکرد توربین نتایج به دست آمده از حل مساله فوق با مدل اصلی مقایسه شده است. نتایج به دست آمده افزایش 0/83% توان تولیدی و افزایش 0/81% بازده توربین را برای افزایش تعداد پره های استاتور ردیف دوم از 62 به 71 پره نشان می دهد.