بررسي عددي اثر تيغه‌ها بر انتقال حرارت با خنك‌كن بخارآب در كانال‌هاي خنك كاري توربين گاز

Numerical study of angled ribbed effect on heat transfer of gas turbine cooling channel with steam as coolant

يكي از روش هاي افزايش بازده، افزايش دماي ورودي به توربين است. اين افزايش دما باعث به وجود آمدن مشكلات عديده اي مي‌شود. به‌عنوان‌مثال، پايين‌تر بودن دماي ذوب بسياري از مواد از دماي كاري توربين گاز و همچنين مشكلات مرتبط با تنش هاي گرمايي، اكسيداسيون و خزش باعث كاهش عمر مفيد پره ها مي‌شود. بنابراين خنك كاري پره هاي توربين الزامي است. وجود بخارآب در نيروگاه‌هاي سيكل تركيبي امكان استفاده از بخارآب را به‌عنوان خنك‌كننده فراهم كرده است. به‌منظور استفاده از بخارآب به‌عنوان خنك‌كننده نياز به مقايسه انتقال حرارت در شرايط وجود بخارآب به‌عنوان خنك‌كن و هوا احساس مي‌شود. اين مطالعه با استفاده از روش ديناميك سيالات محاسباتي به بررسي مقايسه عملكرد انتقال حرارت خنك‌كن‌هاي بخارآب و هوا در كانال‌هاي خنك كاري دندانه‌دار با زواياي 30، 45 و 60 درجه پرداخته است. نتايج با استفاده از حل عددي شكل كامل معادلات ناوير-استوكس به‌دست‌آمده است. از مدل آشفتگي k-ε ,RNG به‌منظور مدل‌سازي آشفتگي در اعداد رينولدز بين 6000 تا 70000 در كانالي با نسبت رعنايي2:1 استفاده‌شده است. در كانال با نسبت رعنايي موردمطالعه براي خنك‌كن بخارآب نتايج نشان مي‌دهند كه زاويه 60 درجه بهترين عملكرد انتقال حرارت را دارد .