این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
مهندسی مکانیک مدرس، جلد ۱۹، شماره ۵، صفحات ۱۲۰۹-۱۲۲۰
عنوان فارسی بررسی عددی آثار تغییر هندسی جزیی پروفیل پره استاتور توربین گازی پرفشار بر عملکرد پایای آن
چکیده فارسی مقاله در توربین‌های گازی پرفشار، گاز داغ عبوری از استاتور، دارای دبی جرمی بالایی است و احتمال تغییرات حتی اندک در هندسه پره‌ها، تاثیر قابل توجهی بر میدان جریانِ پایین‌دست خواهد داشت. این تغییرات اندک را می‌توان در حد خوردگی قیاس کرد. اولین رخداد ناشی از این خوردگی، غیریکنواخت‌شدن جریان در فاصله محوری استاتور- روتور است. این جریان غیریکنواخت، به‌دلیل داشتن الگوی پیچیده‌ای از گردابه‌ها، از انتقال کامل انرژی سیال به روتور جلوگیری می‌کند و کارآیی توربین را به‌شدت کاهش می‌دهد. در پژوهش حاضر، یک توربین گاز پرفشار خاص، در معرض خطر خوردگی سریع فرض شده است. هدف اصلی، پیش‌بینی تغییرات هندسی ناشی از این نوع خوردگی است. در ابتدای کار، تحلیل عددی سه‌بُعدی مدل اولیه توربین، با هدف مشاهده دقیق میدان جریان، انجام و نتایج حاصل با نتایج آزمایش‌های تجربی موجود اعتبارسنجی شد. سپس به‌منظور بررسی تاثیر خوردگی بر عملکرد توربین، تغییرات هندسی در پروفیل پره استاتور اعمال و توزیع جریان تحت تاثیر این تغییرات، به‌صورت سه‌بُعدی تحلیل شد. نتایج نشان داد بیشترین خطر خوردگی در نقطه‌ای نزدیک لبه فرار پره استاتور است. به‌علت خوردگی، نسبت سطح بین ورودی و خروجی پره‌های استاتور، کمتر و موجب کاهش سرعت محوری می‌شود. اما همزمان با افزایش سطح خروجی کانال استاتور، میزان دبی جرمی گاز 7/31% افزایش می‌یابد. در این شرایط، عملکرد توربین از نقطه طراحی خارج می‌شود. الگوی جریان در ورود روتور پیچیده‌تر می‌شود و با جدایش جریان از روی پره روتور و ایجاد تغییرات شدید دما روی ناحیه جداشده، خوردگی به‌سرعت توسعه می‌یابد.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله توربین پرفشار،خوردگی پره استاتور،تحلیل سه‌بُعدی،عملکرد توربین،
عنوان انگلیسی Numerical Investigation of the Effects of Minor Geometric Changes of the Stator Blade Profiles on the Steady Performance of a High-pressure Gas-turbine
چکیده انگلیسی مقاله In the high-pressure gas-turbines, with hot-flowing gas through the stator channels with a high mass-flow rate, even slight variation in the blade geometry will have significant effects on the downstream flow-field. These minor changes can be compared to corrosion rates. The first occurrence of this corrosion is the non-uniformity of flow in the stator-rotor axial distance. This non-uniform flow, due to the complex pattern of vortices, prevents the complete transfer of fluid energy to the rotor and greatly reduces the turbine performance. In this research, a high-pressure turbine is considered to be at high risk of corrosion. The main goal is to predict these variations due to corrosion. Firstly, a 3D numerical analysis of the turbine initial model was conducted to accurately observe the flow field and the results were validated by the existing experimental results. Then, in order to investigate the effects of corrosion on the turbin performance, the blades geometrical changes were applied in stator blade profile and the flow distribution was analyzed. Results show that the highest corrosion risk is at the trailing-edge of the blades. Due to reduction in the stator inlet-outlet area ratio, the axial-velocity is reduced. But simultaneously, with increasing the stator channels outlet area, the mass-flow rate is increased by 7.31%. Therefore, the turbine undergoes to an off-design condition. The flow pattern will be more complicated in the rotor's entrance, and corrosion will develop rapidly due to temperature rise as the flow separates from the rotor blades.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله توربین پرفشار,خوردگی پره استاتور,تحلیل سه‌بُعدی,عملکرد توربین
نویسندگان مقاله امیرحسین بابائی |
گروه مکانیک، دانشکده مکانیک، برق و کامپیوتر، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

رضا آقایی طوق |
گروه مهندسی هوافضا، دانشکده فنی و مهندسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

محمدحسن نوبختی |
گروه مکانیک، دانشکده مکانیک، برق و کامپیوتر، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

محمدجواد منتظری |
دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

نشانی اینترنتی https://mme.modares.ac.ir/article_10662_d07c891703bc752886c70b2a51814353.pdf
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات