طراحی مفهومی توربین گاز صنعتی مشتق شده از یک موتور هوایی

Document Type : Original Article

Authors

Department of Aerospace Engineering Amirkabir University of Technology

Abstract

فرآیند طراحی و ساخت موتورهای توربینی از پیچیدگی‌ها و گلوگاه‌های بسیاری برخوردار بوده و طی شدن اینگونه فرآیندها، ملزم به صرف زمان و هزینه‌های بسیار می‌باشد. لذا شرکت‌های معتبر سازنده توربین‌های گازی، همواره به دنبال کوتاه نمودن فرآیندهای طراحی و ساخت بوده که یکی از این راه‌ها، استفاده از هسته توربین گازهای هوایی جهت ساخت توربین گازهای صنعتی می‌باشد. این دسته از توربین گازهای صنعتی، توربین گاز مشتق شده نام گذاری می‌شوند. با توجه به ویژگی‌های خاص توربین گازهای هوایی از قبیل وزن کم، اندازه ابعادی نسبتاً کوچک، راندمان و عملکرد بالا، در صورت استفاده از هسته مولد گاز این توربین‌ها جهت هسته توربین‌گازهای صنعتی، علاوه بر کوتاه شدن فرآیند طراحی و ساخت، می‌توان به نیاز مطلوب جهت دستیابی به توربین گاز صنعتی نائل گردید. در کار حاضر، توربین گاز هوایی ALF502 جهت تغییر کاربری به توربین گاز صنعتی مشتق شده، مورد مطالعه قرار گرفته است. به منظور مدل‌سازی این توربین گاز در کاربری هوایی و صنعتی، از نرم‌افزار GasTurb استفاده شده است. در این مطالعه، شش سناریو مختلف جهت تبدیل موتور هوایی به موتور صنعتی بررسی شده و نتایج آن مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. در نهایت از بین سناریوهای بررسی شده، با توجه به امکان‌سنجی‌های صورت گرفته، سه حالت جهت پیاده‌سازی بر روی این موتور، پیشنهاد گردیده است.

Keywords

Main Subjects


Article Title [فارسی]

طراحی مفهومی توربین گاز صنعتی مشتق شده از یک موتور هوایی

Authors [فارسی]

  • رحمان امیری
  • علی مددی
  • ابوالقاسم مسگرپور طوسی
دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
Abstract [فارسی]

فرآیند طراحی و ساخت موتورهای توربینی از پیچیدگی‌ها و گلوگاه‌های بسیاری برخوردار بوده و طی شدن اینگونه فرآیندها، ملزم به صرف زمان و هزینه‌های بسیار می‌باشد. لذا شرکت‌های معتبر سازنده توربین‌های گازی، همواره به دنبال کوتاه نمودن فرآیندهای طراحی و ساخت بوده که یکی از این راه‌ها، استفاده از هسته توربین گازهای هوایی جهت ساخت توربین گازهای صنعتی می‌باشد. این دسته از توربین گازهای صنعتی، توربین گاز مشتق شده نام گذاری می‌شوند. با توجه به ویژگی‌های خاص توربین گازهای هوایی از قبیل وزن کم، اندازه ابعادی نسبتاً کوچک، راندمان و عملکرد بالا، در صورت استفاده از هسته مولد گاز این توربین‌ها جهت هسته توربین‌گازهای صنعتی، علاوه بر کوتاه شدن فرآیند طراحی و ساخت، می‌توان به نیاز مطلوب جهت دستیابی به توربین گاز صنعتی نائل گردید. در کار حاضر، توربین گاز هوایی ALF502 جهت تغییر کاربری به توربین گاز صنعتی مشتق شده، مورد مطالعه قرار گرفته است. به منظور مدل‌سازی این توربین گاز در کاربری هوایی و صنعتی، از نرم‌افزار GasTurb استفاده شده است. در این مطالعه، شش سناریو مختلف جهت تبدیل موتور هوایی به موتور صنعتی بررسی شده و نتایج آن مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. در نهایت از بین سناریوهای بررسی شده، با توجه به امکان‌سنجی‌های صورت گرفته، سه حالت جهت پیاده‌سازی بر روی این موتور، پیشنهاد گردیده است.

Keywords [فارسی]

  • توریین گاز صنعتی
  • توربین گاز مشتق‌شده
  • موتور تغییر کاربری یافته
  • موتورهای توربینی
  • مولد گاز
[1] El-Sayed, Ahmed F.,Aircraft Propulsion and Gas Turbine Engine. CRC Press, 2006.
[2] Rauch, D., Design Study of an Air Pump and Integral Lift Engine ALF-504 Using the Lycoming 502 Core, 1972.
[3] Kurzke, J., GasTurb 13 User’s Manual, Design and Off-Design Performance of Gas Turbine, 2017.