بررسی و شبیه سازی عددی اثر خوردگی پره ها بر کارآیی توربین محوری تجاری

پره های توربین های گازی در شرایط مختلف کاری، تحت تاثیر عواملی نظیر خوردگی داغ، سایش و برخورد ذرات خارجی، تخریب می گردند و بر اثر کاهش عمر کاری آن ها، بازده توربین کاهش یافته، نهایتا منجر به تحمیل هزینه های سنگین جهت تعمیرات و جایگزینی پره ها می شوند. هدف از این مقاله بررسی تاثیر خوردگی و آسیب دیدگی پره ها، بر میدان جریان و کارآیی توربین بوسیله شبیه سازی عددی می باشد. به منظور تحلیل رفتار جریان داخلی، حل معادله های بقای جرم، ممنتوم و انرژی با استفاده از شبیه-سازی عددی توربین در محیط نرم افزار انسیس سی اف اکس صورت گرفته است. در این پژوهش، توربینی دوطبقه و با خنک کاری کامل، به صورت سه بعدی، شبیه سازی و نتایج حاصل با نتایج آزمایشگاهی اعتبار سنجی گردیده است. سپس اثرات افزایش لقی نوک پره ی روتور ها به همراه کاهش ضخامت ناشی از خوردگی در لبه ی حمله و فرار پره ها، به طور جداگانه، بر میدان جریان و عمل کرد توربین، در پنج نسبت فشار واقعی، بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که مهم ترین عامل کاهش بازده، افزایش لقی نوک پره های روتور است؛ از طرفی کاهش کارآیی و افزایش ضرایب افت ناشی از آسیب دیدگی لبه ی حمله ی پره ها، تنها اندکی نسبت به لبه ی فرار، تاثیر گذارتر خواهند بود.