17146

61 گلپايگان

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1395

75ص: مصور، جدول، نمودار

بهمن اسدي، ابوالحسن عسگرشمسي

1400/11/11

كتابنامه

مهندسي مكانيك

فني مهندسي گلپايگان

1400/11/12

58

چكيده جريان سيال داخل توربوماشين‌ها كاملاً سه‌بعدي بوده و به همين دليل جريان در اين تجهيزات از پيچيدگي‌هاي زيادي برخوردار است. اين پيچيدگي‌ها ناشي از دوران پره‌ها و ويسكوزيته سيال، آشفتگي و گذرا بودن جريان و اثرات متقابل روتور و استاتور مي‌باشد. امروزه با توجه به پيشرفت‌هاي بدست آمده در محاسبات عددي و افزايش توان محاسباتي مي‌توان جريان داخل توربوماشين‌ها را به‌صورت كاملاً سه‌بعدي مورد تحليل قرار داد. در كاربردهاي مهندسي با توجه به پيچيدگي برخي مسائل و هزينه‌هاي بالاي برخي از آزمايش‌ها، استفاده از نرم‌افزارهاي كامپيوتري اجتناب ناپذيري شده است. با تحليل به ‌وسيله كامپيوتر به ‌راحتي مي‌توان هندسه و شرايط مرزي موجود را تغيير داده و نتايج حاصل را بررسي كرد. يكي از قدرتمندترين نرم‌افزارهاي موجود در تحليل ميدان جريان و انتقال حرارت در توربوماشين‌ها نرم‌افزار CFX مي‌باشد. حل عددي در اين نرم‌افزار بر مبناي روش حجم محدود مي‌‌باشد. هدف از انجام اين تحقيق، اين است كه اثرات جابجايي محوري و محيطي پره‌هاي يك طبقه از توربين جريان محوري هانوور بر ميزان بازدهي طبقه و جريان نشتي نوك پره روتور بررسي شود. براي اعتبارسنجي نتايج عددي حاصل، از نتايج آزمايشگاهي توربين هانوور استفاده مي‌شود. سپس، هندسه را تغيير داده و ميزان نشتي جريان از نوك پره روتور و راندمان طبقه جديد محاسبه مي‌شود. پس از شبيه‌سازي ميدان جريان هندسه‌هاي مختلف، مشاهده شد كه يك تركيب از زواياي سوئيپ و لين پره‌ها باعث كاهش دبي جريان نوك پره روتور مي‌شود كه در نتيجه، افزايش راندمان توربين را به دنبال دارد.

Abstract The fluid flow in turbo-machines is three-dimensional completely; so, the flow in these machines meets great complexities. These complexities arise from rotation of the blade and viscosity of the fluid, turbulence and transition of the flow as well as the interaction of rotor and stator blades. Nowadays, the flow of turbo-machines can be analyzed three-dimensionally due to advances in numerical calculations as well as the development in computational power. The use of software in engineering applications is inevitable due to complexity of some problems as well as high costs of some tests. Through computational analysis, the geometry and the boundary conditions can be changed easily and the results can be analyzed. CFX is considered as one of the most powerful software in analyses of the flow field and heat transfer in turbo-machines. The numerical solution of this software is based on the finite volume method. In this research, the effects of axial and tangential displacements of the blades of one stage axial-flow Hanover turbine on its stage efficiency have been studied as well as the leakage flow of the tip of the rotor blade. To validate the numerical results, the Hanover turbine test data are used. Then, the geometry is changed in order to calculate the rate of leakage flow from the tip of the rotor blade as well as the new stage efficiency. After simulating the flow field of different geometries it was found that a combination of sweep and lean angles of the blades decreases the leakage of the rotor blade which leads to an increase of turbine efficiency consequently.

بهمن اسدي، ابوالحسن عسگرشمسي