รายละเอียด

งานวิจัยนี้การจำลองพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณแบบ 3 มิติ ด้วยแบบจำลองการไหลแบบปั่นป่วน SST k-w และการวิเคราะห์การถ่ายเทความร้อนแบบคอนจูเกตถูกนำมาใช้สำหรับการคำนวณขั้นต้นเพื่อตรวจสอบปรากฏการณ์การไหลและการถ่ายเทความร้อนที่ขอบท้ายของใบพัดในขณะที่ได้รับผลกระทบจากความเสียหาย จากนั้นการวิเคราะห์ทางกลเชิงความร้อนได้ถูกใช้เพื่อตรวจสอบความแปรผันของสภาวะความเค้นจากความร้อนสำหรับการคำนวณขั้นปลาย โปรไฟล์ของใบพัด Mark II ได้ถูกใช้เพื่อกำหนดขอบเขตของใบพัดในโดเมนการคำนวณ สถานการณ์ที่แตกหักทั้งในทิศทางตามสายกระแสการไหลและทิศทางความสูงของใบพัดได้ถูกนำเสนอในลักษณะแบบง่าย กล่าวคือรอยแตกหักมีลักษณะการตัดกลับที่สั้นและตื้นขนาด 0.1 ซม. x 1 ซม. จนขยายเป็นความยาวและลึกขนาด 0.3 ซม. x 3 ซม. ผลลัพธ์เชิงตัวเลข เช่น สายธารการไหล ความดัน เลขมัค และพลังงานจลน์ของการปั่นป่วนได้ถูกนำเสนอเพื่อแสดงปรากฏการณ์การไหล นอกจากนี้อุณหภูมิพื้นผิวและอุณภูมิภายในวัสดุ ตลอดจนความเค้นจากความร้อน ได้ถูกนำมาอภิปรายเพื่อแสดงให้เห็นถึงผลกระทบของขอบท้ายของใบพัดที่เสียหายต่อปรากฏการณ์กลศาสตร์เชิงความร้อน จากผลลัพธ์ที่ได้แสดงให้เห็นว่าความเสียหายของใบพัดที่ขอบท้ายส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อปรากฏการณ์การเคลื่อนที่ของของไหลและการถ่ายเทความร้อน

วัตถุประสงค์

Based on the Brayton cycle, an increment of the turbine inlet temperature (TIT) is a key to providing high efficiency for gas-turbine engines that are typically used for aircraft propulsion. Unfortunately, at high TITs, the turbine, particularly the nozzle guide vane (NGV), must operate in hostile environments with hot gas on a regular basis. As a result, the NGV material is susceptible to thermal fatigue failure during service. In modern gas-turbine engines, techniques of internal and external cooling have been developed to extend the lifespan of the NGV material and the survivability of NGVs has been investigated using aero-thermo-mechanic analysis. However, the improvement of the NGV's cooling effectiveness and efficiency remains challenging due to the complex phenomena of local heat transfer caused by convection and conduction, which must be balanced and compromised by coolant-hot gas management and design of vane configuration. The deterioration of the vane trailing edge (TE) is one example of this difficulty because the cooling of the vane TE is limited by its shape, flow physics and interaction around the TE region. Moreover, the vane may sustain damage such as a crack to its TE during operation. Certainly, this can have a negative effect on gas-turbine performance. There have been many numerical and experimental studies on flow physics and interaction between coolant and hot gas around the TE region, only a few studies have reported the effects of the damaged TE on flow behavior and gas-turbine heat transfer during operation. Therefore, a better understanding of the flow physics around the damaged TE, heat transfer, and corresponding thermal stress at the damaged TE is required.

ผู้จัดทำ

ชุติพันธ์ เชี่ยวสุวรรณ

CHUTIPHAN CHEOSUWAN

#นักศึกษา

สมาชิก

กสิณ กสิณธร

KASIN KASINTORN

#นักศึกษา

สมาชิก

ประเสริฐ ประภามณฑล

Prasert Prapamonthon

#อาจารย์

อาจารย์ที่ปรึกษา

โหวตนวัตกรรมนี้