بررسی عملکرد فن گریز از مرکز یک توربین سرمایشی با استفاده از شبیه سازی عددی

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان

2 دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان

چکیده

در این پژوهش، فن گریز از مرکز یک توربین سرمایشی بصورت عددی مورد بررسی قرار گرفته و در یک نقطه ی عملکردی با نتایج تجربی موجود مقایسه می شود. مشخصات عملکردی فن بصورت تجربی عبارتند از: سرعت دورانی و پارامترهای جریان در ورودی و خروجی فن. در این توربین سرمایشی، از فن برای خنک کردن هوای ورودی توربین سرمایشی استفاده می شود. هدف از این پژوهش، بدست آوردن منحنی عملکرد فن و تحلیل جریان سه بعدی داخل فن می باشد. مدل کردن روتور و پوسته فن به ترتیب با استفاده از نرم افزار تولید پره و کتیا، ایجاد شبکه ی مناسب روی دامنه ی روتور و پوسته فن به ترتیب با استفاده از نرم افزار توربوگرید و انسیس مش، و در نهایت حل عددی جریان سه-بعدی داخل فن با استفاده از نرم افزار سی اف ایکس انجام می‌شود. در این نرم افزار، معادلات جریان تراکم پذیر بر اساس روش فشار مبنا، با مدل آشفتگی انتقال تنش برشی حل می‌شود. برای اطمینان از نتایج عددی، استقلال شبکه مورد بررسی قرار می گیرد. در نهایت نتایج بدست آمده از شبیه‌سازی عددی با نتایج تجربی مقایسه می‌شود. مقایسه نشان می دهد که نتایج عددی و تجربی تطابق خوبی دارند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Kanoglu M (2000) Cryogenic turbine efficiencies. Math Comp Appl 5(3): 169-177.

[2] Denton JD, Dawes WN (1998) Computational fluid dynamics for turbomachinery design. Whittle Laboratory. Department of Engineering, University of Cambridge, UK 213: 107-123.

[3] Kouidri S, Asuaje M (2005) Numerical modelization of the flow in centrifugal pump: volute influence in velocity and pressure fields. Int J Rotat Mach 3: 244-255.

[4] Paβrucker H, Van den Braembussche RA (2000) Inverse design of centrifugal impellers by simultaneous modification of blade shape and meridional contour. In Proc.45th ASME International Gas Turbine and Aeroengine Congress and Exposition, Munich, Germany.

[5] Cravero C (2002) A design methodology for radial turbomachinery. application to turbines and compressors. In Proc. ASME Fluid Engineering Division Summer Meeting (FEDSM '02), Montreal, Quebec, Canada, paper FEDSM2002-31335.

[6] Sloteman D, Saad A, Cooper P (2001) Design of custom pump hydraulics using traditional methods. In Proc. ASME Fluid Engineering Division Summer Meeting (FEDSM'01), New Orleans, La, USA, paper FEDSM2002-18067.

[7] Goto A, Nohmi M, Sakurai T (2002) Hydrodynamic design system for pumps based on 3-D CAD, CFD, and inverse design method. J Fluid Eng-T ASME 124(2): 329-335.

[8] Ding MY, Groth C, Kacker S, Roberts D (2006) CFD Analysis of off-design centrifugal compressor operation and performance. ASME Turbo Expo.

[9] Moura NR, Gutiérrez Velásquez EI, Nascimento MAR, Miranda Carrillo RA (2010) One and three-dimensional analysis of centrifugal compressor for 600KW simple cycle gas turbine engine. ASME Turbo Expo, 2010-GT-22950.

[10] Tamm A, Gugau M, Stoffel B (2002) Experimental and 3-D numerical analysis of the flow field in turbomachines, part 1. International Congress on Quality Assessment of Numerical Simulation in Engineering, University of Conception.

[11] Menter FR, Kuntz M, Langtry R (2003) 
Ten years of experience with the SST turbulence model. In: Hanjalic K, Nagano Y, Tummers M (eds) Turbulence, Heat and Mass Transfer 4. Begell House Inc. 625-632.

[12] Menter FR, Langtry R, Hansen T (2004) 
CFD simulation of turbomachinery flows verfication, validation and modelling. European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering.

[13] Salim MS, Cheah SC (2009) Wall y+ strategy for dealing with wall-bounded turbulent flows. IMECS 2.