تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,303 |
تعداد مقالات | 16,035 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,539,113 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 15,242,677 |
بررسی عددی تاثیر زاویه نصب پره بر عملکرد یک توربین گاز محوری دو مرحلهای | ||
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز | ||
مقاله 13، دوره 51، شماره 1 - شماره پیاپی 94، اردیبهشت 1400، صفحه 117-126 اصل مقاله (632.86 K) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/jmeut.2021.11283 | ||
نویسندگان | ||
محمدحسین شفیعی میم* 1؛ علی اکبرزاده2 | ||
1دانشیار، گروه مهندسی برق ، دانشگاه نیشابور، نیشابور، ایران | ||
2دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک ، دانشگاه سیستان و بلوچستان ، زاهدان، ایران | ||
چکیده | ||
در کار حاضر اثرات زاویه نصب پرههای یک توربین محوری دو طبقه بر عملکرد آن به روش عددی بررسی شدهاست. مشخصات هندسی توربین گازی مدلMS5001 شرکت جنرال الکتریک برای مطالعه انتخاب شدهاست. ابتدا هندسهی توربین ایجاد و شبکهبندی شده، و با قرار دادن پرههای شبکهبندی شده در کنار هم مدل نهایی ایجاد گردیدهاست. به منظور محاسبه اثر دیوار بر جریان آشفته از مدل آشفتگی انتقال تنش برشی (SST) استفاده شدهاست. ابتدا نتایج بدست آمده از توربین مورد مطالعه با نتایج میدانی موجود از نیروگاه مقایسه شده، که تطابق خوبی داشتند. سپس به منظور بررسی اثرات زاویه نصب پرههای توربین بر عملکرد آن در هر مرحله زاویه نصب یک ردیف از چهار ردیف پرههای توربین مورد پژوهش تغییر دادهشده، و نتایج بدست آمده از حل مسئله با مدل اصلی توربین مقایسه شدهاست. افزایش زاویه نصب پرههای استاتور ردیف دوم وکاهش زاویه نصب پره های روتور ردیف دوم سبب افزایش توان و همچنین افزایش بازدهی توربین میشود. از نتایج بدستآمده میتوان به افزایش 00/4 درصد توان تولیدی و افزایش 87/0 درصد بازده توربین در بهترین حالت و بهینهترین آرایش پرهها اشاره کرد. | ||
کلیدواژهها | ||
توربین محوری؛ زاویه نصب پره؛ توان تولیدی؛ بازده توربین؛ روتور؛ استاتور | ||
مراجع | ||
[1] اصول دستگاهها و طرز کار توربینهای احتراقی گازی، شرکت ملی نفت مناطق نفتخیزجنوب، مرکز آموزش فنون شهید مجدزاده، قسمت آموزش مکانیک و توربین، مهرماه 85. [2] Biswas D., Takamatsu T., Iwasaki H., Unsteady three-dimensional navier-stokes simulations of turbine rotor-stator interaction using multi-airfoil, Toshiba Corporation Research and Development Center Kawasaki, Japan, 2003. [3] Lastiwka D., Chang D.., Tavoularis S., Effect of rotor blade scaling on gas turbine performance, Department of Mechanical Engineering, University of Ottawa Ottawa, ON K1N 6N5, Canada, 2013. [4] Brost V., Ruprecht A., Maihöfer M.., Interactions in an Axial Turbine a Comparison of Transient and Steady State Frozen Rotor Simulations, Institute for Fluid Mechanics and Hydraulic Machinery, University of Stuttgart, Germany, 2009. [5] Bauer, Chi., Instationäre Berechnung Einer Hydraulischen Axialturbine, Unter Berücksichtigung der Interaktion Zwischen Leit- und Laufrad, PhD Thesis, University of Stuttgart, 2001. [6] آقایی طوق ر.، مسگرپور طوسی ا.، برومند م.، مطالعهی جریان در یک توربین فراصوت خاص و بررسی تاثیر هندسی لبهی پرهها بر عملکرد توربین، نشریه علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک، شماره یک، ایران، 1389. [7] علیگودرز م.ر.، کرابی ه.، سلیمانی تهرانی م.ر.، بررسی اثرات پیچش، کج شدن و شکم دادن پره بر عملکرد یک نمونه توربین محوری، مجله علمی پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس، شماره 4، ایران، 1391. [8] Arabnia M., Sivashanmugam V.K., Ghaly W., Optimization of an Axial Turbine Rotor for High Aerodynamic Inlet Blockage, Proceedings of ASME Turbo Expo, Vancouver Canada, 2011. [9] Arabnia M., Aerodynamic Shape Optimization of Axial Turbines in Three Dimensional Flow, Concordia University, PhD thesis, 2012. [10] آقایی طوق ر.، مسگرپور طوسی ا.، برومند م.، بررسی عددی تاثیر زوایای پره بر روی عملکرد پروانهی گریز از مرکز، فصلنامه مکانیک هوافضا، جلد 8، شماره 2، ایران، 1391. [11] Lebele-Alawa, B. T. , Axial-thrust responses due to a gas turbine’s rotor blade distortions, Journal of Engineering Physics and Thermophysics, Vol 83, pp 991–994, 2010. [12] ترابیده ر.، شاطری نجفآبادی ع.ر.، بررسی اثر شدت توربولانس ورودی و لقی بر روی جریان نشتی و انتقال حرارت در ناحیه نوک پره توربین گاز، هشتمین کنفرانس سالانه انجمن هوافضای ایران، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، 1387. [13] جوانیان جویباری حمید.، شاه حسینی م.ر.، قدک ف.، راد م.، مدلسازی یکبعدی توربینگاز دو طبقه جریان محوری با استفاده از معادله جریان و مقایسه با نتایج تجربی، دهمین کنفرانس انجمن هوافضای ایران، دانشگاه تربیت مدرس، 1389. [14] De Figueiredo J. C. B. S., Fast aerodynamic design of a one-stage axial gas turbine in order to produce a 3D geometry ready for optimization, Technique Lisboa, MSc Thesis, 2014. [15] WEI N., Significance of Loss Models in Aerothermodynamic Simulation for Axial Turbines, Royal Institute of Technology, 2000. [16] اکبرزاده ع.، شفیعی میم م.ح.، مطالعه تاثیر تعداد پرهها بر عملکرد یک توربین گاز محوری، مجله علمی پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس، دوره 19، شماره 12، صص 2916-2907، ایران، آذر 1398. [17] Sun F., Tong J., Feng Q., Zhang J., Microstructural evolution and deformation features in gas turbine blades operated in-service, Journal od Alloys and Compounds, 618(2015), 728-733 [18] Prasad K., Prasad B. A., Anandarao M., Numerical analysis of twisted aerofoil gas turbine blade, Material Todays: Proceedings 4(2017), 7931-7941 [19] Rogge T., Berger R., Pohle L., Rolfes R., Wallaschek F., Efficient structural analysis of gas turbine blades, Aircraft Engineering and Aerospace Technology, https://doi.org/10.1108/AEAT-05-2016-0085 [20] Biswas D., Takamatsu T., Iwasaki H., Unsteady Three-Dimensional Navier-Stokes Simulations of Turbine Rotor-Stator Interaction Using Multi-Airfoil, Corporation Research and Development Center Kawasaki, Japan, 2003. [21] Lastiwka D., Chang D., Tavoularis S., Effect of Rotor Blade Scaling on Gas Turbine Performance”, Department of Mechanical Engineering, University of Ottawa Ottawa, ON K1N 6N5, Canada, 2009. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 329 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 313 |