مدلسازي عملكرد موتور توربوفن با در نظر گرفتن مشخصات عملكرد مرحله به مرحله كمپرسور

كارشناسي ارشد

براي كاركرد بهينه و مطمئن يك موتور توربين گاز نياز به يك سيستم كنترلي مناسب و دقيق براي موتور مي‌باشد. طراحي يك سيستم كنترلي كارآمد نيز نيازمند نتايج عملكردي متنوعي از موتور است. با توجه به اينكه انجام تست‌هاي تجربي بر روي موتور توربوفن نيازمند صرف هزينههاي بسيار زياد و در پاره‌اي از اوقات دسترسي به موتور هم ميسر نمي‌باشد، اهميت يك مدل دقيق و قابل اطمينان بيش از پيش مورد توجه قرار مي‌گيرد. از طرف ديگر، يك موتور توربوفن در طي عملكردش ممكن است دچار ناپايداري‌هايي نظير سرج و استال گردد. به همين دليل بررسي اين پديده و جلوگيري از بوجود آمدنش اهميت زيادي دارد. يكي از اصلي‌ترين شيوه‌هاي ممكن براي جلوگيري از سرج و استال استفاده از شير تخليه هوا يا همان بليد هوا از بعضي از مراحل كمپرسور مي‌باشد. از اين‌رو، براي بررسي وقوع اين ناپايداري در موتور و تأثير بليد بر جلوگيري از اين پديده، به مدل مرحله به مرحله كمپرسور نياز مي‌باشد. در اين پايان‌نامه، مدلسازي عملكرد موتور توربوفن با در نظر گرفتن مشخصات عملكردي مرحله به مرحله كمپرسور انجام شده است. بدين منظور مدلسازي ترموديناميكي موتور توربوفن دو محوره غير مخلوط شونده با نسبت كنارگذر بالا صورت پذيرفته است. در ابتدا، مدلسازي موتور به صورت كلي يعني بدون مرحله به مرحله كردن كمپرسور انجام و سپس با تقسيم كمپرسورهاي فشار پايين و فشار بالا به تعداد طبقات تشكيل دهنده آنها مدلسازي مرحله به مرحله موتور انجام شده است. در قدم بعدي، با ارائه نتايج شبيه‌سازي مدل مرحله به مرحله، وقوع ناپايداري در بازده عملكردي كمپرسور مشاهده گرديد و اين امر نياز به سيستم‌هاي كنترلي نظير شير تخليه هواي متغير كه براي جلوگيري از پديده سرج و استال مي‌باشد، را مشخص كرده است. در انتها، تأثير تخليه هوا از يكي از مراحل كمپرسور فشار بالا بر روي رفتار كمپرسور و به تبع آن رفتار موتور بررسي و نشان داده شده است كه اين امر باعث خروج كمپرسور از ناحيه سرج مي‌گردد. واژه‌هاي كليدي: توربين گاز، موتور توربوفن، مدلسازي ترموديناميكي، مدل مرحله به مرحله

190401

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي كاربردي - ارتعاشات، ديناميك و كنترل

دكتر مرتضي منتظري قهجاورستاني