بهینه سازی چند هدفه کانال های خنک کاری داخلی در پره توربین محوری
Abstract
در این مقاله، بهینه سازی شکل و موقعیت کانال های خنک کاری داخلی یک پره دو بعدی توربین محوری برای رسیدن به یک توزیع دمای یکنواخت به ازای کمترین دبی هوای خنک کاری مورد بررسی قرار گرفته است بطوریکه دمای بیشینه در پره کمتر از دمای مجاز است. چهار کانال خنک کاری بر روی مقطع پره در نظر گرفته شده است که شکل مقطع کانال ها، با استفاده از یک روش جدید مبتنی بر منحنی های بزییر تولید می شود. منحنی بزییر که توسط نقاط کنترلی رسم می شود دارای انعطاف بسیار بالایی بوده و می توان با آن اشکال متنوعی را تولید نمود. انتقال حرارت بین جریان گازهای گرم و پره توربین به صورت کوپل در نظر گرفته شده و دما در پره توربین محاسبه می شود. به دلیل تحلیل دو بعدی جریان، مقدار ضریب انتقال حرارت جابجایی درون کانال های خنک کاری، با توجه به مقادیر ضریب اصطکاک و افت فشار کانال ها، به کمک روابط نیمه تجربی محاسبه شده است. در مقاله حاضر نرم افزارهای تجاری فلوئنت و گمبیت با یک کد بهینه سازی چند هدفه که از روش تکامل تفاضلی استفاده می کند کوپل شده است. هندسه توربین مورد استفاده، پره سی تری اکس (c3x) است که در روند بهینه سازی، سطح آن ثابت در نظر گرفته می شود.شکل های تولید شده در روند بهینه سازی نشان می دهد که روش حاضر شکلهایی واقعی و صاف تولید می کند. نتیجه بهینه سازی چند هدفه در انتها به صورت نمودار پارتو ارائه می شود.