شبیهسازی انتقال گرما و توزیع دما روی دیسکهای دوار موتور جت
نویسندگان
1 استادیار، مجتمع دانشگاهی مکانیک و هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، ایران
2 دانشجو، مجتمع دانشگاهی مکانیک و هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، ایران
doi
چکیده
دیسکهای دوار در توربینهای گاز زمینی و هوایی اعم از توربوجت، توربوفن، توربوپراپ و توربوجت در دماهای بالا، گرادیانهای گرمایی شدید و سرعتهای زاویهای بالا کار میکنند. این شرایط کاری به ترتیب منجر به کاهش مقاومت ماده سازنده دیسک، افزایش سطح تنشهای حرارتی و ایجاد نیروی گریز از مرکز بزرگ و به دنبال آن افزایش سطح تنشهای شعاعی و محیطی میشود. بنابراین تحلیل حرارتی دیسک جهت ایجاد توزیع دما و انتقال گرمای مناسب با ایجاد مکانیزم خنککاری کارا از اهمیت خاصی برخوردار است. در این تحقیق، مساله دیسک چرخان مطابق با واقعیت مدل میشود. مساله شامل دیسک و حفره چرخان بهمنظور خنککاری سطح دیسک در نظر گرفته شده، سپس به کمک حل همزمان معادلات جریان و انرژی در نرمافزار Fluent بهصورت عددی شبیهسازی شده است. نتایج توزیع سرعت، انتقال حرارت و توزیع دما بهتفصیل توضیح داده شده و کانتورهای توزیع دما و تقریب چندجملهای برای توصیف دمای دیسک بر حسب شعاع آن برای حالتهای مختلف پرواز استخراج میشوند. همچنین یک تحلیل جامع روی پارامترهای مؤثر بر انتقال گرما و توزیع دمای مساله ارائه میشود. تقریب چندجملهای پروفیلهای دمای دیسک بر حسب سرعت دورانی امکان پیشبینی توزیع دمای دیسک را در هر سرعت چرخشی فراهم میکند. همچنین بر اساس نتایج این تحقیق، بحرانیترین قسمت دیسک، شعاع بیرونی آن که تحت بیشترین تنش حرارتی-مکانیکی قرار دارد، تشخیص داده شد.
