میهن داکیومنت بزرگترین مرجع و مرکز دانلود پایان نامه (متن کامل فرمت ورد) فروش پایان نامه - خرید پایان نامه (کاردانی ، کارشناسی)همه رشته ها
حقوق اقتصاد مدیریت روانشناسی ریاضی تربیت بدنی کامپیوتر نرم افزار و سخت افزار عمران معماری برق صنایع غذایی علوم اجتماعی هنر علوم سیاسی فیزیک مکانیک حسابداری

تبلیغات کلیکی - افزایش رتبه گوگل

اگهی رایگان

گزارش کارآموزی تاثير پارامترهاي گوناگون و خصوصيات انتقال حرارت خارجي


کد محصول : 1000371 نوع فایل : word تعداد صفحات : 128 صفحه قیمت محصول : 10000 تومان تعداد بازدید 939

فهرست مطالب و صفحات نخست


تاثير پارامترهاي گوناگون و خصوصيات انتقال حرارت خارجي

مقدمه
در اين فصل ما بر روي تاثير پارامترهاي گوناگون و خصوصيات انتقال حرارت خارجي اجزاء توربين تمركز مي نماييم.پيشرفتها در طراحي محفظه احتراق منجر به دماهاي ورودي توربين بالا تر شده اند كه به نوبه خود بر روي بار حرارتي و مولفه هاي عبور گاز داغ تاثير مي گزارد.دانستن تاثيرات بار حرارتي افزايش يافته از اجزايي كه گاز عبور مي كند طراحي روشهاي موثرسرد كردن براي محافظت از اجزاء امري مهم است.گازهاي خروجي از محفظه احتراق به شدت متلاطم مي باشد كه سطوح و مقادير تلاطم 20تا 25% در پره مرحله اول مي باشد.مولفه هاي مسير گاز داغ اوليه ،پره هاي هادي نازل ثابت و پره هاي توربين درحال دوران مي باشد. شراعهاي توربين، نوك هاي پره، سكوها و ديواره هاي انتهايي نيز نواحي بحراني را در مسير گاز داغ نشان مي دهد. برسي هاي كار بردي و بنيادي در ارتباط با تمام مولفه هاي فوق به درك بهتر و پيش بيني بار حرارتي به صورت دقيق تر كمك كرده اند . اكثر برسي هاي انتقال حرارت در ارتباط با مولفه هاي  مسير گاز داغ مدل هايي در مقياس بزرگ هستند كه در شرايط شبيه سازي شده بكار مي روند تا درك بنيادي از پديده ها را فراهم سازد. مولفه ها با استفاده از سطوح صاف و منحني شبيه سازي شده اند كه شامل مدل هاي لبه راهنما و كسكيد هاي  ايرفويل هاي مقياس بندي شده مي باشد. در اين فصل، تمركز بر روي نتايج آزمايشات انتقال حرارت بدست آمده توسط محققان گوناگون روي مولفه هاي مسير گاز خواهد بود. انتقال حرارت به پره هاي مرحله اول در ابتدا تحت تاثير پارامترهاي از قبيل پروفيل دماي خروجي محفظه احتراق،تلاطم زياد جريان آزاد و مسير هاي داغ مي باشد .انتقال حرارت به تيغه هاي روتور مرحله اول تحت تاثير تلاطم جريان آزاد متوسط تا كم ، جريان هاي حلقوي نا پايدار ، مسير هاي داغ و البته دوران مي باشد.
2.1.1- سرعت خروجي محفظه احتراق و پروفيل هاي دما
سطوح تلاطم در محفظه احتراق خيلي مهم هستند كه ناشي از تاثير چشمگير انتقال حرارت همرفتي به مولفه هاي مسير گاز داغ در توربين مي باشد. تلاطم تاثير گزار بر روي انتقال حرارت توربين ها در محفظه احتراق توليد مي شود كه ناشي از سوخت به همراه گاز هاي كمپرسور مي باشد.آگاهي از قدرت تلاطم توليد شده توسط محفظه احتراق براي طراحان در بر آورد مقادير انتقال حرارت در توربين مهم است.تلاطم محفظه احتراق كاهش يافته، مي تواند منجر به كاهش بار حرارتي در اجزاء توربين و عمر طولاني تر و همچنين كاهش نياز به سرد كردن مي شود. بر سي هاي انجام شده بر روي اندازه گيري سرعت خروجي محفظه احتراق و پروفيل هاي تلاطم متمركز شده است.
Goldstein سرعت خروجي و پروفيل هاي تلاطم را براي محفظه احتراق مدل نشان داد.Moss وOldfield طيف هاي تلاطم را در خروجي هاي محفظه احتراق نشان دادند.هركدام از بر سي هاي فوق در فشار اتمسفر و دماي كم انجام شد. اگرچه بدست آوردن بدست آوردن انرازه گيري ها تحت شرايط واقعي مشكل است اما براي يك طراح توربين گاز درك بهبود هندسه محفظه احتراق و پروفيل هاي گاز خروجي از محفظه امري ضروري است. اين اطلاعات به بهبود شرايط هندسه و تاثيرات نياز هاي سرد كردن توربين كمك مي نمايد.
اخيرا"،Goebel سرعت محفظه احتراق و پروفيل هاي تلاطم در جهت موافق جريان يك محفظه احتراق كوچك با استفاده از يك سيستم سرعت سنج دوپلر ولسيمتر(LDV)را اندازه گيري كردنند.آنهاسرعت نرماليزه شده،تلاطم وپروفيل هاي دماي موجود براي تمام آزمايش هاي احتراق را نشان دادند.آنها يك محفظه احتراق از نوع قوطي مانندبكار رفته در موتور هاي توربين گاز مدرن را استفاده كردند، كه در شكل1-2نشان داده شده است.جريان از كمپرسور و از طريق سوراخ ها وارد محفظه احتراق مي شود و با سوخت محترق در محل هاي متفاوت در جهت موافق جريان مخلوط مي شود. طراحي محفظه احتراق حداقل مستلزم يك افت فشار از طريق محفظه احتراق تا ورودي توربين است.فرايند محفظه احتراق توسط اختلاط تدريجي هواي فشرده با سوخت در محفظه قوطي شكل كنترل مي شود. طراحان محفظه احتراق نوين نيز بر روي مشكلات و مسائل تركيب و فرايند اختلاط  هوا-سوخت تمركز مي نمايند احتراق تميز نيز يك مسئله و كانون براي طراحان ناشي از استاندارد هاي محيطي  الزامي شده توسط دولت فدرال آمريكا و EPA مي باشد. با اين حال ،طراح محفظه احتراق يك مسئله مورد بحث در اين كتاب نمي باشد.
شكل 2-2 تاثير احتراق بر روي سرعت محوري ،شدت تلاطم محوري،سرعت پيچ وتاب( مارپيچي )و شدت تلاطم پيچ وتاب را نشان  ميدهد. تمام سرعت ها توسط خط مركزي سرعت اندازه گيري شده و در مقابل شعاع نرماليزه رسم شدند.جريان جرم و فشار هوا براي قدرت هاي مختلف احتراق اندازه گيري شدند.افزايش جريان سوخت باعث افزايش استحكام احتراق گرديد.دماي شعله آدياباتيك تغيير داده شد.هواي فشرده در يك موتور توربين گاز ناشي از فرايند تراكم پيش گرم مي باشد .با اين حال،در اين برسي،هوا پيش گرم نمي شود.جريان جرم وفشار0.45 kg/s و6.8 اتمسفر بودند.دما هاي شعله از 71  تا 1980  متغير بود.تاثير احتراق شديدا" آشكار است هنگامي كه حالت آتش گرفته را با بقيه حالتهاي آتش گرفته مقايسه مي نماييم.سسرعت محوري و سرعت پيچ وتاب(مارپيچي) شديدا"تحت تاثير احتراق هستند،مقادير پيچ وتاب توسط احتراق كم ميشود.كاهش در پيچ وتاب مي تواند در شدت تلاطم مشاهده شود.مقادير اوج در شدت تلاطم از 10 تا 16% از حالت غير مشتعل تا كاملا"مشتعل كاهش يافتند.
پروفيل هاي دما نيز براي حالت هاي احتراق اندازه گيري شدند.شكل 3-2 تاثير سوراخ هاي رقيق سازي را براي دما هاي آتش زدن مشابه(1200   ) مقايسه مينمايد.پروفيل دما نسبتا"صاف و يكنواخت و بدون سوراخ هاي رقيق سازي ،با مقادير اوج در خط مركز مي باشد. با اين حال ،افزودن سوراخ هاي رقيق سازي باعث كاهش مقادير دما بين خط مركز و لبه ها مي گردد.آگاهي از پروفيل دماي خروجي محفظه احتراق يك ضرورت براي محاسبات انتقال حرارت مسير گاز مي باشد.اندازه گيري هاي پروفبل خروجي دما يك روال توليد كنندگان توربين گاز است.پروفيل هاي دماي گاز ورودي براي محاسبات انتقال حرارت مولفه مسير گاز براي براورد كردن دماهاي مولفه لازم هستند. مقايسه پروفيل هاي دماي محفظه احتراق ناشي از منحصر بفرد بودن طراحي امري دشوار است.با اين حال ،برسي هاي فوق آگاهي هايي در مورد سرعت ، شدت تلاطم و پروفيل هاي دما و تاثيرات احتراق برروي آنها فراهم مي كنند. مقياس اندازه دما يك عامل مهم براي انتقال حرارت مسير گاز است. با اين حال،  برسي هاي فوق هيچ نوع اطلاعاتي در مورد مقياس اندازه دما فراهم نمي كنند.
 
2.2- انتقال حرارت در مرحله هاي توربين:
 2.2.1 – مقدمه:
يك مرحله توربين شامل يك رديف از پره هاي هادي نازل يا استاتور و يك رديف از پره هاي دوران كننده موسوم به روتورها ميباشند.سيال وارد معبرهاي توربين شده و در جهت لبه پره هاي هادي روتور خميده مي شود. يك بخش از انرژي سيال به انرژي مكانيكي ناشي از حركت دوراني پره هاي روتور تبديل مي شود.پره هاي روتور به محور توربين متصل هستند. حركت دوراني منتقل شده به محور براي راه اندازي كمپرسور استفاده مي شود.شكل 4-2 يك مرحله توربين را نشان داده كه از يك معبر پره هادي نازل و يك معبر پره روتور تشكيل شده است.نمودار سرعت براي مرحله(استيج)نيز نشان داده مي شود.
 
2.2.2- استيج توربين موتور واقعي:
درك جنبه هاي انتقال حرارت براي تمام مولفه هاي(اجزاء) توربين تحت شرايط واقعي امري مهم است.بعنوان نمونه، سنجش هايي كه بر روي يك توربين تك مرحله تحت شرايط موتور مي توانند براي فراهم كردن تمام اطلاعات انتقال حرارت درباره اجزاي مسير گاز استفاده شود.تجهيزات و آزمايشات در مورد استيج هاي توربين واقعي تحت شرايط موتور بسيار نادر هستند.فقدان ابزارهاي دقيق اندازه گيري دما بالا و دشواري در تجهيز توربين با دستگاه هاي اندازه گيري دما و فشار از جمله دلايل تلاش هاي محدود در بررسي انتقال حرارت يك استيج واقعي تحت شرايط موتور واقعي مي باشند.
اكثر نتايج اوليه بر روي انتقال حرارت روتور- استاتور واقعي توسطDunn از مركز فن آوري پيشرفته Calspan تهيه شده اند.Dunn مقدار قابل توجهي از اطلاعات درباره اندازه گيري هاي فلوي( جريان ) حرارت براي پره هاي هادي نازل(ديوار انتهاي وايرفويل ها)،پره روتور، نوك روتور، سكو و شراع ها(shroud) را ارائه كرد. Dunn از يك توربين گردان كامل از موتور Gerratt TFE 731-2 استفاده كرد.آنها اندازه گيري فلوي حرارت درباره پره هادي نازل (NGV)، روتور و شراع توربين گزارش كردند.يك مجموعه شوك- تونل براي ارائه شرايط خوب تعريف شده در نظر گرفته شد و تعداد كافي از پارامترها براي بهبود اطمينان در اطلاعات طراحي و فنون در حال توسعه مطرح گرديد. اندازه گيري هاي فشار استاتيك با استفاده از آشكار سازهاي فشار بر روي مقطع كلي توربين بدست آمدند.گيج هاي جريان حرارت فيلم نازك در استيج توربين روي ديوار انتهايي نوك NGV و مكش موتور وسطوح فشار نصب شدند.شكل 5-2 مجموعه تونل- شوك بكاررفته توسطDunn را نشان مي دهد.

Dunn  نيز اندازه گيري هاي فشار و فلوي حرارت را براي يك استيج توربين با نسبت كم ارائه كرد. در برسي هاي فوق الذكر،آنها يك استيج پر فشار با يك نسبت تقريبا" 1.5 را مطاله كردند.يك توربين نيروي هوايي/ Garentt با نسبت كم (LART) بايك نسبت تقريبا"1.5 براي اين بررسي استفاده گرديد. يك مجموعه تونل باد لوله مانند براي شوك مشابه در برسي هاي اوليه استفاده گرديد.شكل 6-2 طرحي از استيج LART رانشان ميدهد.عدد ورودي ،فشار كلي،دماي كلي وجريان وزن بر روي شكل نشان داده مي شوند. اندازه گيري ها براي توپي NGV و ديواره هاي انتهايي نوك و پره روتور براي اين استيج بدست آمدند.

شكل 7-2 توزيع هاي فشار اندازه گيري شده بر روي NGV  وخطوط مياني روتور را نشان مي دهد. توزيع هاي فشار بطور واضح بالا ترين  و پايين ترين محل هاي سرعت NGV وسطوح پره در امتداد خط مركزي را نشان مي دهند.
 شكل 8-2 توزيع عدد stanton را براي خط مياني NGV نشان مي دهد.خطوط پر و خط چين طرح توزيع هاي عدد stanton محاسبه شده را بر اساس روابط صفحه تخت لايه اي و تلاطم به ترتيب نشان مي دهند. بالا ترين عدد stanton در محدوده فاصله سطح بر روي سطح فشار رخ مي دهد. آنگاه عددstanton به سرعت بر روي سطح فشار تا حدود نصف مقدار در فاصله سطح، 11% افت مي كند وسپس بتدريج بر روي سطح فشار كل تا دنباله لبه افزايش مي يابد.توزيع هاي فشار آشكار ميباشد كه جريان سطح فشار در 50% فاصله سطح اوليه خيلي آهسته است و سپس سرعت به طرف دنباله لبه زياد مي شود. اين رفتار در عدد stanton به انتقال لايه مرزي تلاطم – لايه اي معروف مي باشد  كه در حدود فاصله سطح 6% رخ مي دهد(نسبت داده مي شود). وقتي انتقال در فاصله سطح 25% كامل مي شود،عدد stanton بتدريج بطرف دنباله لبه كاهش مييابد. از اين روابط، بنظر مي رسد كه سطوح فشار و مكش داراي لايه هاي مرزي تلاطم قوي هستندو اعداد stanton پيش بيني شده خيلي كمتر از مقادير اندازه گيري شده هستند.
Dunn اندازه گيري هاي مربوط به توپي NGV و ديواره هاي انتهايي نوك را انجام داد.شكل 9-2 اطلاعات عددstanton  را براي محل هاي نزديك ديواره انتهايي سطح فشار ،وسط ديواره انتهايي و نواحي ديوار انتهاي سطح مكش مجاور نشان مي دهد. توپي  و نوك ديواره انتهاي روشهاي مشابه را نشان مي دهند. اعدادstanton  در حدود 60% فاصله سطح از لبه راهنما به دنباله لبه غير تخت مي باشند و سپس به طرف دنباله لبه افزايش مي يابد .
اعداد stanton بالاتر نزديك به دنباله لبه ممكن است ناشي از جريان شتاب دار باشد.
شكل 10-2 توزيع عددstanton  بر روي تيغه روتور را نشان مي دهد. تحليل اطلاعات بخوبي تحليل براي NGV ناشي از مسئله اضافي بدست آوردن اطلاعات بر روي يك مولفه گردان نمي باشد.توزيع هاي عدد stanton مشابه روي سطوح فشار ومكش پره مي تواند به دوران پره كمك نمايد. Dunn نشان مي دهد كه آنها مشاهده كردند تاثير دوران تغييرات توزيع عدد stanton برروي فويل هواي  را كاهش ميدهد. عدد اوج stanton در فصله تقريبي 3.5% در سمت فشار رخ مي داد. عدد stanton به سرعت از لبه هدايت كننده تا حدود 30% فاصله سطح سقوط مي كند. توزيع فشار براي پره نشان مي دهدكه جريان در حدود37% فاصله سطح در طرف مكش سونيك مي شود.در اين نقطه عددstanton سطح زياد مي شود و به حداكثر مقدار فاصله سطح ديگر حدود 70% ميرسد.جداي از فاصله سطح 70% ، اعداد stanton به طرف دنباله لبه كاهش مي يابد . با اين حال Dunn هيچ اندازه گيري نزديك ناحيه دنباله لبه ندارد مگر يك نقطه واحد در فاصله سطح 90% . روي سطح فشار پره عدد stanton از يك مقدار حداكثر در فاصله دور 3.5% تا يك مقدار حداقل در فاصله سطح 25% افت مي كند.اين يك ناحيه داراي شيب فشار قوي ميباشدكه باعث كاهش سرعت جريان بر روي سطح فشار مي گردد.سپس در جهت موافق جريان عدد stanton مجددا"تا يك مقدار زياد در حدود فاصله سطح 70% مانند حالت سطح مكش زياد مي شود.مقادير عدد stanton از فاصله سطح 70% تا دنباله لبه بر روي سطح فشار كم ميشوند.
پيش بيني هاي لايه مرزي لايه اي وتلاطمي نيز روي شكل نشان داده ميشود. پيش بيني هاي لايه مرزي تلاطم(آشفته) با اطلاعات سطح فشار توافق خوبي دارد ولي خيلي بيشتر از اطلاعات سطح مكش است. بر اساس نتايج ميتوانيم بگوييم كه لايه مرزي سمت فشار از لبه هدايت كننده كاملا" آشفته است،در حاليكه لايه مرزي سمت مكش ممكن است لايه اي شود و انتقال به لايه مرزي آشفته در امتداد سطح را طي نمايدو به لايه مرزي آشفته كامل نزديك به دنباله لبه برسد.
شكل 11-2 تويع عددstanton روي مركز نوك پره را نشان مي دهد.Dunn سه محل روي مركز (سكو) و ده محل روي نوك براي اندازه گيري هاي جريان حرارت داشت.از اطلاعات چنين بنظر مي رسد كه اطلاعات stanton ناحيه نوك خيلي بيشتر از ناحيه سكو است. در مقايسه با تاثيرات سطح پره ،اعداد استانتون ناحيه نوك از مرتبه لبه هدايت گر پره هستند كه انتقال حرارت زياد را نشان مي دهد. بعدا"در اين فصل درباره انتقال حرارت نوك پره صحبت مي كنيم .
2.2.3- استيج توربن شبيه سازي شده:
Blair آزمايشاتي روي دماي محيط در مقياس بزرگ در مدل استيج توربين انجام داد. مدل استيج-توربين شامل يك استاتور ،يك روتور و يك استاتور اضافي پشت روتور بود. آنها همچنين تاثيرات آشفتگي ورودي ،فاصله محوري روتور-استاتور و فاصله محيطي اولين و دومين استاتور بر روي انتقال و ايرفويل هاي توربين را برسي كردنند. گزارش جامعي از اين برسي آزمايشي مي تواند از مقاله Dring در مركز تحقيقات فن آوري UTRC بدست آمد. جزئيات آزمايش و تجهيزات در برسي هاي فوق يافت ميشوند.شكل 12-2 شكل هندسي و زواياي جريان ايرفويل را نشان ميدهد. اين آزمايش براي اجراي برسي هاي جريان اطراف توربن و پره كمپرسور طراحي گرديد.مجموعه شامل    استيج در اين اين مطالعه هندسه توربين است .
شكل 13-2 فشار هاي استاتيك اندازه گيري شده روي ايرفويل را نشان ميدهد. براي اولين استاتور ، جريان روي سطح ايرفويل بخوبي رفتار كرد.سطح فشار و جريان موضعي بطور پيوسطه از لبه هدايت كننده به تدريج بطرف دنباله لبه افزايش سرعت يافت و بخش بزرگي از افزايش پس از فاصله سطح 60% بود. سطح مكش جريان در ابتدا افزايش سرعت يافت و سپس كاهش يافته و بعدا"بطرف ناحيه گلويي  افزايش سرعت يافت و سپس به آرامي به طرف دنباله لبه بدون جدا شدن جريان كاهش سرعت پيدا كرد.براي پره روتور كاهش سرعت جريان در نزديك لبه هدايت كننده سطح مكش و فشار رخ داد.سطح، فشار پس از كاهش اوليه تا حدود فاصله سطح 3% ،جريان بطور پيوسته بطرف دنباله لبه افزايش سرعت پيدا كرد. سطح مكش، جريان از فاصله سطح 5% تاحدود فاصله سطح 25% افزايش سرعت پيدا كرد . سرعت جريان تقريبا" از 25 تا 70% فاصله سطح ثابت بود و سپس بطرف دنباله لبه كاهش يافت. براي استاتور دوم، توزيع فشار شبيه به توزيع اولين استاتور بود بغير از مجاورت لبه هدايت كننده. روي سطح فشار يك افزايش بدنبال يك كاهش ملايم فشار در جهت موافق جريان لبه هدايت كننده وجود داشت. در سطح مكش يك افزايش سرعت پيوسته جريان بطرف گلويي وجود داشت وسپس جريان به سمت دنباله لبه كاهش يافت پس از اينكه به حداكثر سرعت در گلويي رسيد.
شكل14-2 توزيع هاي عدد stanton را براي هر ايرفويل بر اساس سرعت خروج و دانسيته در هر فويل نشان مي دهد.توزيع هاي انتقال حرارت مياني براي حالتي ارائه مي شوند كه فاصله استاتور1 تا روتور وروتور تا استاتور 2 ،65% و 63% وتر پره روتور بود.نتايج براي يك مورد داراي يك شبكه آشفته مخالف جريان استاتور 1 در مقابل حالت بدون شبكه مقايسه مي شوند. آشفتگي شبكه توليد شده حدود9.8% در ورودي اولين استاتور بود. استاتور 1 لايه مرزي لايه اي را بر روي سطح فشار كل بدون يك شبكه نشان مي دهد. با اين حال شبكه اعداد stanton بيشتر ميشود كه نشانه انتقال به آشفتگي موافق جريان لبه هدايت كننده است. سطح مكش، انتقال در S/Bx=1 (نسبت فاصله سطح به وتر محوري ايرفويل)بدون شبكه رخ مي دهد. انتقال به S/Bx=0.2 با شبكه حركت مي كند . اين نشان مي دهد كه يك جريان ورودي آشفته در محل انتقال لايه مرزي روي سطوح فشار و مكش پيش مي رود و مقادير انتقال حرارت به شدت زياد مي گردد. در موتور واقعي ، گازهاي خروجي از محفظه احتراق به شدت آشفته هستند و مقادير آشفتگي 15 تا20% در ورودي استاتور اولين مرحله (اولين استيج) مي باشد.
 براي روتور، تاثير آشفتگي ، مانند اولين استاتور آشكار نمي باشد.حالت آشفتگي كم نشان مي دهد كه لايه مرزي فقط در مجاورت لبه هدايت كنند بصورت لايه اي بنظر مي رسد.مقادير انتقال حرارت سطح فشار ،توسعه لايه مرزي آشفته قوي را پس از S/Bx=0.2 نشان مي دهند. انتقال حرارت روتور تحت تاثير آشفتگي توليد شده توسط شبكه به دو دليل نمي باشد:(الف) جريان روتور قبلا" جريانهاي نا آرام توليد شده توسط استاتور در جهت مخالف جريان به شدت آشفته ميشود و (ب) تلاطم توليد شده توسط شبكه در جهت موافق جريان خروجي اولين استاتور بدليل افزايش سرعت جريان از بين مي رود. مقادير ناپايداري در جريان توليد توسط روتور نسبت به استاتور ثابت خيلي بيشتر از مقادير توليد شده توسط شبكه است. بر روي سطح مكش كمي تحت تاثير مي باشد .جريان بي ثبات باعث توليد آشفتگي در جريان آزاد مي شود كه بطور متوسط آشفتگي در مقادير 10 تا15% را برروي آشفتگي توليد شده توسط شبكه موجود قبلي توليد مي نمايد. اين امر ممكن دليلي براي اعداد استانتون بالاتر پره روتور در مقايسه با اولين استاتور باشد. براي دومين استاتور ، تاثير آشفتگي شبكه بدليل افزايش بعدي سرعت جريانهاي موافق جهت اولين پره ، وجود ندارد.لايه مرزي، تحت تاثير جريانهاي نا پايدار مخالف جهت جريان و جريانهاي ثانوي توليد شده توسط روتور مي باشد.سطح فشار و انتقال حرارت مكش براي اولين استاتور در حالت آشفتگي نسبتا" كم خيلي بيشتر مي باشند. پيچيدگي جريان با هر رديف فويلهاي هوا افزايش مي يابد. اين موضوع در توزيع هاي انتقال حرارت اندازه گيري شده بسيار آشكار است .اطلاعات بيشتر درباره آزمايش ميتوانند از مقالات Dring بدست آيند.
شكل 15-2 تاثير عدد رينولدز جريان اصلي بر روي توزيع هاي عدد استانتون اولين استاتور ،تحت آشفتگي شبكه بالا(9.8% ) را نشان مي دهد. سطح مكش ، يك كاهش در عدد رينولدز(Re)محل انتقال لايه مرزي را از لبه هدايت كننده روتورمي برد.براي Re=642900 انتقال در جهت موافق لبه هدايت كننده آغاز مي گردد. براي Re=242800 انتقال فقط در S/Bx=1.0  شروع مي شود. با افزايش در عدد رينولدز، محل انتقال به لبه هدايت كننده ميرود كه به نوبه خود منطقه انتقال حرارت لايه اي و منطقه انتقال حرارت آشفته را كاهش مي دهد و منطقه انتقال حرارت آشفته را بر روي سطح فويل هوا توسعه مي دهد .در سطح فشار ، تاثير عدد رينولدز تا يك سطح S/Bx= -0.4 احساس نمي شود. بعدا"در جهت موافق جريان، انتقال حرارت اندازه گيري شده از پيش بيني هاي آشفتگي كاملا" تجاوز كرد در حالي كه براي اعداد رينولدز كمتر ،مقادير انتقال حرارت اندازه گيري شده با پروفيل آشفتگي انطباق كامل داشت.
2.2.4- اندازه گيري هاي انتقال حرارت تجزيه شده زماني بر روي يك پره روتور:
 Guenette اندازه گيري هاي انتقال حرارت را براي يك پره توربين تراسونيك  در مقياس كامل نشان داد. اندازه گيري ها در تونل توربين MIT انجام شدند. مجموعه براي شبيه سازي عدد رينولدزجريان، عدد ماخ، عدد پرانتل و سرعت تصحيح شده و وزن جريان و نسبت هاي دماي گاز به فلز همراه با مكانيك سيال توربين وانتقال حرارت طراحي شده است. آنها از گيجهاي جريان حرارت فيلم نازك براي اندازه گيري هاي انتقال حرارت سطح استفاده كردند. جزئيات بيشتر درباره روش اندازه گيري مي تواند در تحقيقات Guenette يافت شود. شكل 16-2 آرايش جريان توربين MIT را نشان مي دهد. شكل هندسي استيج توربين نشان داده شده است.
شكل 17-2 توزيع هاي فشار پروفيل محاسبه شده را براي پره روتور نشان مي هد. بر سطح فشار يك كاهش سرعت جريان اوليه تا حدود 5% فاصله سطح وجود دارد سپس يك افزايش سرعت تدريجي تا حدود60% فاصله سطح و يك كاهش سرعت مختصر موافق جريان لبه هدايت كننده وجود دارد. سپس جريان تا حدود 75% فاصله سطح زياد مي شود كه محل گلويي است و سپس بطرف دنباله لبه كاهش مي يابد .پره دوباره بار گيري مي شود، هنگامي كه بالاترين سرعت جريان موضعي در يك محل نزديك به دنباله لبه رخ مي دهد.
شكل 18-2 ميانگين اندازه گيري هاي جريان حرارت تجزيه شده زماني در اطراف بخشهاي مياني پره روتور نشان مي دهد. معدل گيري بر روي معبرهاي 360 پره متوالي انجام مي شود. شكل ها اندازه گيري را در 12 محل بر روي سطح پره نشان مي دهد .محققان يك آشفتگي همبسته وسيع را بر روي سطح فشار در امتداد پره مشاهده كردند.محققان نشان مي دهند كه آشفتگي ممكن است معرف جابجايي مسير بطرف معبر باشد.دوره زماني عبور از پره برروي يكي از پروفيل هاي زمان نشان داده مي شود. رقيق سازي توزيع ممكن است ناشي از افزايش سرعت جريان عبوري از لبه هدايت كننده تا دنباله لبه باشد. برسطح مكش ، مدولاسيون عبور پره ،قوي تر از لبه هدايت كننده است(70 تا90% ) و به طرف دنباله لبه رقيق مي شود (30 تا 40%) .تاثير NGV در جهت موافق جريان كم مي شود هنگامي كه جريان وارد معبرهاي پره ناشي از افزايش سرعت قوي جريان از لبه هدايت كننده دنباله لبه مي گردد .تغييرات شديد اطلاعات بر روي سطح مكش ،انتشار قوي بطرف سطح مكش نزيك به لبه هدايت كننده و حركت بطرف سطح فشار نزديك به دنباله لبه را نشان مي دهد.
شكل 19-2 يك مقايسه از دماهاي ميانگين و اندازه گيري شده توسط حسگر هاي فوقاني در محل اندازه گيري جريان حرارت بر روي سطح مكش را نشان مي دهد. نوسانات كوچك شبيه به نوسان حلقه، نوسان الكتريكي و نوسان جريان توسط روش مذكور فيلتر مي شوند.از پروفيل هاي زماني اندازه گيري شده مي توان مشاهده كرد كه جريان با عبور از پره بصورت تناوبي(پريودي) است.
2.3- آزمايشات انتقال حرارت پره كسكيد:
2.3.1- مقدمه:
همانطور كه قبلا"نشان داده شد تمام برسي هاي قبلي انجام شده نسبت به اندر كنش هاي روتور-استاتور صورت گرفت. آنها انتقال حرارت را براي كل روتور-استاتور انجام دادند. بررسي ها برروي انتقال حرارت NGV اولين مرحله روتور را درنظر كه هر نوع تاثيرات مخالف جهت جريان را در نظر نگرفتند.حظور روتور بر خصوصيات انتقال حرارت پره مرحله اول تاثير نگذاشت.براساس اين فرض ،برسي هايي وجود دارد كه فقط روي تمام تاثيرات پارامترهاي انتقال حرارت NGV تمركز دارند.
 


منابع :


طراحی سایت : سایت سازان