مجتبی احمدی، احمد همایون، احمد صداقت، شبیه سازی جریان پره های توربوماشینهای محوری با استفاده از روش پانل تراکم پذیر، اولین کنفرانس تجهیزات دوار در صنایع نفت و نیرو، تهران، 27-28 مهر 1387.

اولین کنفرانس تجهیزات دوار در صنایع نفت و نیرو، تهران، 27-28 مهر 1387.

شبیه سازی جریان پره های توربوماشینهای محوری با استفاده از روش پانل تراکم پذیر

مجتبی احمدی

دانشجوی کارشناسی ارشد

دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده مکانیک،

کد پستی 8415683111

m.ahmadi@me.iut.ac.ir

احمد همایون

دانشجوی کارشناسی ارشد

دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده مکانیک،

کد پستی 8415683111

a.homayoon@me.iut.ac.ir

احمد صداقت

استادیار دانشکده مکانیک

دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده مکانیک،

کد پستی 8415683111

sedaghat@cc.iut.ac.ir

چکیده: شبیه سازی جریان در توربوماشینها بمنظور بهبود کارایی و افزایش راندمان از مسائل مورد توجه پژوهشگران در چند دهه اخیر بوده است. مسئله طراحی بهینه پره های توربین، نیازمند تغییر پارامترهای هندسی جهت یافتن حالت مطلوب است. با توجه به قابلیت های روش پانل و سهولت کار طراحی با آن، می توان از این روش بعنوان ابزاری توانا جهت طراحی بهینه پارامترهای پره  توربین استفاده نمود. از اینرو در ابتدا با استفاده از روش پانل، جریان ما بین پره های توربین شبیه سازی شده است. معادلات حل شده برای شبیه سازی جریان، معادلات پتانسیل تراکم پذیر در رژیم زیرصوتی هستند. از آنجاییکه روش پانل استاندارد برای حل معادله لاپلاس بکار می رود، برای حل معادلات پتانسیل تراکم پذیر نیاز به اصلاح روش است که این امر با یک تغییر مختصات مناسب صورت می پذیرد. بدین ترتیب معادله پتانسیل تراکم پذیر به معادله لاپلاس تبدیل می شود و می توان جریان تراکم پذیر را در گستره   تحلیل نمود. حل جریان بر روی پره متحرک توربین VKI-LS59 با استفاده از یک برنامه کامپیوتری نوشته شده به زبان فرترن در گستره ماخ های مختلف انجام شده است. در این برنامه از روش پانل گردابه ای با توزیع سهموی بهمراه تعیین دقیق نقطه سکون انتهای پره استفاده شده است. ارزیابی روش حل، بوسیله مقایسه نتایج با نتایج تجربی مربوط به پره VKI-LS59 در گستره ماخ های مختلف انجام گرفته است. این نتایج انطباق نسبتا خوبی با نتایج تجربی تا حدود عدد ماخ خروجی 81/0 دارند، لیکن نتایج ماخ خروجی 95/0 در قسمت انتهایی سطح مکش تا حدودی خطا دارد، علت این موضوع بدلیل بزرگتر شدن ترم های غیرخطی معادله پتانسیل تراکم پذیر در ناحیه گذرصوتی است. پس از ارزیابی روش حل، با تغییر پارامترهایی نظیر فاصله بین پره ها و زاویه حمله، توانایی روش جهت طراحی بهینه پره توربین نشان داده شده است.

واژگان کلیدی: پره متحرک توربین محوری، روش پانل، معادلات پتانسیل تراکم پذیر، جریان زیر صوتی