تم انجاز اطروحة الدكتوراه للطالب كريم خلف علي في قسم الهندسة الميكانيكية عن اطروحته الموسوم ” تأثير الحزوز عند نهاية اتصال الريشة على الكبح ومعدل انتقال الحرارة في ريش متعاقبة توربين غازي ” وبأشراف أ.د. نجدت نشأت عبداللة و أ.م.د. أخلاص محمد فياض من قبل لجنة المناقشة المؤلفة من :
أ.د أحسان يحيى حسن (رئيس اللجنة )
أ.د جعفر مهدي حسن (عضوا)
أ.م.د محمد ادريس محسن (عضوا)
أ.م.د كريمة اسماعيل عموري (عضوا)
أ.م.د أكرم وهبي عزت (عضوا)
وتلخص بحثة بما يلي:
تناول هذا البحث دراسة عملية ونظرية لتاثير الحزوز الطولية في مقدمة اتصال الريشة مع السطح على تركيب الجريان ومعدل انتقال الحرارة في المرحلة الاولى للريش الثابتة لوحدة التوربين الغازي(PG9171E).وشملت هذه الدراسة منطقة الحافة الامامية وستة مستويات عمودية على طول الريشة المحوري (X/Cax=0%,10%,32%,85%,110%,126% ( وعند رقم رينولدز (3.38853×105) محسوب على اساس طول الريشة.التحليل شمل انخفاض الكبح ومعدل انتقال الحرارة ,معامل الضغط ,والسرعة باتجاه الجريان والخطوة والارتفاع ,الجريان الثانوي , معامل الاحتكاك السطحي وعدد (Stanton number) كمخرجات .عند الحافة الامامية ونهاية اتصال الريش مع السطح(الممر بين الريش ومنطقة العقب) لحالتي وجود وعدم وجود الحزوز.
يتضمن البحث النظري اختباركل من الجريان الثانوي, السرعة ومعدل انتقال الحرارة بواسطة حل المعادلات التفاضلية الجزئية المتمثلة بحفظ الكتلة والزخم والطاقة باستخدام حقيبة برمجيات (Fluent12.1) وقد حلت هذه المعادلات بثلاث ابعاد, وجريان مضطرب باستخدام نموذج إضطراب مناسب وهو.(k-ω,SST) شمل التحليل النظري اختبار خمسة وعشرون نموذج من الحزوز (حزوزV-) ولمدى واسع لابعاد أرتفاع الحزوز h(1-2mm) والخطوة ( 1-4mm)s وزاوية القمة للحزوز كانت بالدرجات ( 53-90 degrees).بالاعتماد على البحث النظري لنماذج الحزوز (حزوز -V ) تم معرفة النموذج الاكثر فعالية بتقليل الكبح والمتمثل بالنموذج ذو الابعاد ( h=1.35mm and s=2.26) وكانت أعلى نسبة لانخفاض الكبح ( %2.7-) وكذلك معدل انتقال الحرارة(% 21-) لذلك تم اختيار هذا النموذج للجانب العملي.
تمت الاختبارات العملية باستخدام نفق هوائي من النوع المفتوح في مختبر الموائع في كلية الهندسة /جامعة بغداد مع مقطع اختبار مصنع من (Perspex)وتصنيع المتحسس الخماسي الفتحات وقياس مركبات السرعة . يحتوي السطح العلوي من مقطع الاختبارعلى عشرة ثقوب ذات قطر(mm 10 ) صنعت بثلاثة منزلقات وشقوق .أما السطح السفلي صنع من الالمنيوم مع ثقوب عدد (76) لقياس ضغط السكون ويتالف مقطع الاختبار من اربعة ريش تؤلف ثلاث ممرات .تم اختبار صف الريش بتصنيع نموذج الحزوز الاكثر فعالية بتقليل الكبح.
بينت النتائج ان الحزوز اداة فعالة لتنظيم جريان الهواء وتقليل تشكيل الجريان الثانوي وتقليل من تاثير انتقال الحرارة عند الحافة الامامية والممرات بين الريش.والتقليل الحاصل في الكبح يتناسب مع ابعاد تلك الحزوز. وكذلك الحزوز جدا فعالة في تقليص السرع العرضية وفي نفس الوقت تقوي السرعة باتجاه الجريان.وكذلك بينت النتائج في الحالة الاعتيادية امتداد تاثير الجريان الثانوي في مقدمة الريشة الى H23%من ارتفاع الريش والى % Cax 35 قبل الحافة الامامية للريشة .اما استخدام الحزوز فيزيد الزخم في منطقة اتصال الريشة بالجسم عند مقدمة الريشة .والنتائج بينت ان الحزوز تقلل قوة وحجم الدوامة في جانب السحب بنسبة 21% ودوامة الممر بنسبة 15% وكذلك سطح الحزوز يمكن ان يقلل معدل انتنقال الحرارة الكلي بنسبة 21% مقارنة مع السطح العدل.
من خلال المقارنات بين نتائج الحل العددي والعملي لمجال الجريان الممثلة في تسعة مستويات على طول الريشة المحوري( X/Cax=0%,10%,16%,32%,50%,85%,97%,110% and126% ( وكذلك عدد (Stanton number) وحسبات معدل انتقال الحرارة كانت للحافة الامامية ونهاية اتصال الريش مع السطح, بينت نتائج هذه المقارنة بين الحل العددي والعملي لمعظم المعاملات تطابق جيد.
أ.د أحسان يحيى حسن (رئيس اللجنة )
أ.د جعفر مهدي حسن (عضوا)
أ.م.د محمد ادريس محسن (عضوا)
أ.م.د كريمة اسماعيل عموري (عضوا)
أ.م.د أكرم وهبي عزت (عضوا)
وتلخص بحثة بما يلي:
تناول هذا البحث دراسة عملية ونظرية لتاثير الحزوز الطولية في مقدمة اتصال الريشة مع السطح على تركيب الجريان ومعدل انتقال الحرارة في المرحلة الاولى للريش الثابتة لوحدة التوربين الغازي(PG9171E).وشملت هذه الدراسة منطقة الحافة الامامية وستة مستويات عمودية على طول الريشة المحوري (X/Cax=0%,10%,32%,85%,110%,126% ( وعند رقم رينولدز (3.38853×105) محسوب على اساس طول الريشة.التحليل شمل انخفاض الكبح ومعدل انتقال الحرارة ,معامل الضغط ,والسرعة باتجاه الجريان والخطوة والارتفاع ,الجريان الثانوي , معامل الاحتكاك السطحي وعدد (Stanton number) كمخرجات .عند الحافة الامامية ونهاية اتصال الريش مع السطح(الممر بين الريش ومنطقة العقب) لحالتي وجود وعدم وجود الحزوز.
يتضمن البحث النظري اختباركل من الجريان الثانوي, السرعة ومعدل انتقال الحرارة بواسطة حل المعادلات التفاضلية الجزئية المتمثلة بحفظ الكتلة والزخم والطاقة باستخدام حقيبة برمجيات (Fluent12.1) وقد حلت هذه المعادلات بثلاث ابعاد, وجريان مضطرب باستخدام نموذج إضطراب مناسب وهو.(k-ω,SST) شمل التحليل النظري اختبار خمسة وعشرون نموذج من الحزوز (حزوزV-) ولمدى واسع لابعاد أرتفاع الحزوز h(1-2mm) والخطوة ( 1-4mm)s وزاوية القمة للحزوز كانت بالدرجات ( 53-90 degrees).بالاعتماد على البحث النظري لنماذج الحزوز (حزوز -V ) تم معرفة النموذج الاكثر فعالية بتقليل الكبح والمتمثل بالنموذج ذو الابعاد ( h=1.35mm and s=2.26) وكانت أعلى نسبة لانخفاض الكبح ( %2.7-) وكذلك معدل انتقال الحرارة(% 21-) لذلك تم اختيار هذا النموذج للجانب العملي.
تمت الاختبارات العملية باستخدام نفق هوائي من النوع المفتوح في مختبر الموائع في كلية الهندسة /جامعة بغداد مع مقطع اختبار مصنع من (Perspex)وتصنيع المتحسس الخماسي الفتحات وقياس مركبات السرعة . يحتوي السطح العلوي من مقطع الاختبارعلى عشرة ثقوب ذات قطر(mm 10 ) صنعت بثلاثة منزلقات وشقوق .أما السطح السفلي صنع من الالمنيوم مع ثقوب عدد (76) لقياس ضغط السكون ويتالف مقطع الاختبار من اربعة ريش تؤلف ثلاث ممرات .تم اختبار صف الريش بتصنيع نموذج الحزوز الاكثر فعالية بتقليل الكبح.
بينت النتائج ان الحزوز اداة فعالة لتنظيم جريان الهواء وتقليل تشكيل الجريان الثانوي وتقليل من تاثير انتقال الحرارة عند الحافة الامامية والممرات بين الريش.والتقليل الحاصل في الكبح يتناسب مع ابعاد تلك الحزوز. وكذلك الحزوز جدا فعالة في تقليص السرع العرضية وفي نفس الوقت تقوي السرعة باتجاه الجريان.وكذلك بينت النتائج في الحالة الاعتيادية امتداد تاثير الجريان الثانوي في مقدمة الريشة الى H23%من ارتفاع الريش والى % Cax 35 قبل الحافة الامامية للريشة .اما استخدام الحزوز فيزيد الزخم في منطقة اتصال الريشة بالجسم عند مقدمة الريشة .والنتائج بينت ان الحزوز تقلل قوة وحجم الدوامة في جانب السحب بنسبة 21% ودوامة الممر بنسبة 15% وكذلك سطح الحزوز يمكن ان يقلل معدل انتنقال الحرارة الكلي بنسبة 21% مقارنة مع السطح العدل.
من خلال المقارنات بين نتائج الحل العددي والعملي لمجال الجريان الممثلة في تسعة مستويات على طول الريشة المحوري( X/Cax=0%,10%,16%,32%,50%,85%,97%,110% and126% ( وكذلك عدد (Stanton number) وحسبات معدل انتقال الحرارة كانت للحافة الامامية ونهاية اتصال الريش مع السطح, بينت نتائج هذه المقارنة بين الحل العددي والعملي لمعظم المعاملات تطابق جيد.
