اثر تغيير شكل ريب ها در بهبود عملكرد گرمايي كانال هاي خنك كن ريب دار دوراني در پره هاي توربين گاز

The Effect of Ribs’ Shape Change in Improvement of Thermal Performance in Rotational Ribbed Cooling Channels

در مقاله حاضر به منظور مطالعه عملكرد گرمايي كانال­هاي مربعي با ريب­هاي متنوع نصب شده با آرايش يك در ميان و عمود بر روي ديواره­ ها، يك شبيه‌سازي عددي با مدل تنش رينولدز توسعه داده شده است. شبيه‌سازي ريب­ها در سه حالت مربعي، ذوزنقه­ اي و ذوزنقه با كاهش ارتفاع در جهت جريان انجام يافته و اعداد رينولدز و دوران به ترتيب برابر 25000 و 0/12 مي­­باشند. شبيه‌سازي توزيع عملكرد گرمايي در يك تناوب از ريب­ها را نشان مي­دهد. طبق نتايج به دست آمده ضريب انتقال گرما به شدت تحت تأثير شكل ريب­ها مي­باشد. همچنين ريب ذوزنقه ­اي نسبت به ساير اشكال، از بيشترين انتقال گرما و كمترين افت فشار برخوردار است. بازده ريب ذوزنقه­ اي %40/62 بيشتر از كانال صاف و %2/6 درصد بيشتر از ريب مربعي مي­باشد.

In the present work, numerical simulation with Reynolds stress model has been developed to study the thermal performance of square channel with various-shaped 90° ribs fixed on walls in staggered pattern. The simulations were performed for three type of rib shapes, i.e., square, trapezoidal, and trapezoidal with decreasing height in the flow direction. The Reynolds number is 25,000 and rotation number is 0.12. The simulation indicates the distribution of thermal performance in one period of ribs. The results show that features of the inter-rib distribution of heat transfer coefficient are strongly affected by the rib shape and trapezoidal ribs provide higher heat transfer enhancement and pressure drop than the other ones. Trapezoidal rib efficiency is 40.62% higher than smooth channel and 2.6% higher than square rib.