توربین های گازی از اهمیت بالایی در صنعت برخوردار هستند و کاربردهای فراوانی دارند. تاکنون به رغم تعدادی از تحقیقات تجربی گزارش شده، تعداد کمی مطالعه عددی پیرامون تاثیر زبری بر عملکرد توربین ارائه شده است. این مقاله یک تحقیق عددی پیرامون کاهش عملکرد و میزان افت در یک مرحله از توربین جریان محوری ناشی از زبر شدن پره هاست. محاسبات عددی با استفاده از کدنویسی در نرم افزار ++C انجام شده است و از روش عددی رو برای حل معادلات حاکم در مختصات عمومی استفاده شده است. برای شبیه سازی جریان مغشوش از مدل بالدوین-لومکس و جهت شبیه سازی زبری از مدل سبسی–چانگ استفاده شده است. برای پی بردن به اثرات زبری در یک مرحله توربین، چندین ارتفاع زبری معادل با ذرات شن و ماسه در رژیم زبری گذرا و کاملا زبر روی پره های استاتور و روتور با ترکیب های مختلف شبیه سازی شده است. نتایج نشان می دهد که راندمان مرحله با افزایش ارتفاع زبری کاهش می یابد. همچنین افزایش بیشتر زبری سطح در استاتور و روتور باعث افزایش زاویه انحراف جریان و در نتیجه کاهش ضریب کار خواهد شد. در ضمن با اعمال زبری، ضریب افت هم در پره های استاتور و هم در پره های روتور افزایش می یابد، مخصوصا روی سطوح مکش این افت مشهودتر است.

دمای بالا و خصوصیات متفاوت گاز ورودی می تواند عمل کرد توربین یک سیکل توربین گاز را در حین کارکرد کاهش دهد. با توجه به پیچیدگی جریان درون توربین، برای شناخت میدان جریان و دما درون طبقه ی توربین نیاز به انجام تحلیل سه بعدی می باشد. با گذشت زمان و کارکرد توربین، افزایش زبری سطح پره اجتناب نا پذیر است. هدف از این مقاله بررسی تاثیر زبری، بر میدان جریان و کارایی توربین گازی با شبیه سازی عددی می باشد. در این پژوهش، توربین، به صورت سه بعدی شبیه سازی و نتایج حاصل با نتایج آزمایشگاهی اعتبار سنجی گردیده است. سپس تاثیر زبری در پره ها بر میدان جریان و عمل کرد توربین در پنج نسبت فشار متفاوت مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین به منظور تعیین نقش استاتور ها و روتور ها به تنهایی در کاهش کارایی توربین، در یک زبری خاص، ابتدا به طور جداگانه استاتور های اول و دوم و سپس روتور های اول و دوم مورد بررسی قرار گرفته و سپس این پدیده به طور همزمان بر پره ها اعمال گردیده است. نتایج نشان می دهد که کاهش کارایی توربین در زبری کامل تقریبا برابر مجموع کاهش کارایی ها در حالت جداگانه است.

پره توربین توربوشارژرها به دلیل فشار بسیار بالای جریان ورودی و همچنین پالسی بودن این جریان در معرض آسیب و شکست قرار می-گیرند در توربوماشین های جدید که تمایل به نازک شدن در کنار افزایش بار به دلیل افزایش راندمان دارند، احتمال شکست بالاتر می رود. بنابراین انتخاب توزیع ضخامت بهینه روتور نیاز به مطالعه ایرواستاتیکی و ایرودینامیکی در شرایط مختلف عملکرد دارد. در این مطالعه به تحلیل برهمکنش سیال-سازه بر روی سطح مشترک پره و سیال با تلفیق کردن ابزارهای شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی و طراحی سازه ای توسط یک مدل کوپل شده یکپارچه بر اساس فرمول های المان محدود در نرم افزار انسیس بر روی پره توربین توربوشارژر با ورودی دوگانه به منظور شناخت نیروی وارده از طرف سیال به پره و رفتار سازه برای سه توربین مختلف که تنها در توزیع ضخامت پره روتور متفاوت می باشند در شرایط تغذیه پذیرش کامل و جزیی پرداخته شده است. صحه گذاری نتایج با داده های آزمایشگاهی حاصل از آزمایشگاه توربوشارژر دانشگاه امپریال کالج همخوانی خوبی را نشان می دهد. نتایج چگونگی و علت تغییرات راندمان به دلیل تغییر ضخامت بخش های گوناگون را شرح می دهد. پره های نازک انتخاب مناسبی برای این نوع توربوماشین می باشد ولی در پذیرش جزیی پره-های ضخیم عملکرد بهتری دارند.

در این مقاله، با توجه به این که استفاده از پرخوران در موتورهای احتراق داخلی می تواند یکی از راهبردهای موتورهای درون سوز در آینده باشد، به پیش بینی عملکرد توربین گازی جریان شعاعی دو ورودی یک پرخوران، در حالت دائمی و در شرایط ورودی کامل و جزیی پرداخته شده است. بررسی تجربی با استفاده از امکانات و تجهیزات ویژه ای برای آزمایش توربین شعاعی دو ورودی، در شرایط ورودی کامل و جزیی و برای گستره وسیعی از سرعت ها انجام گرفته است. روش تحلیل عددی بر اساس الگوسازی تک بعدی جریان و ضرایب افت تجربی اجزاء مختلف توربین است که برای شرایط ورودی جزیی توسعه داده شده است. مقایسه بین نتایج تجربی و الگوسازی، تطابق و هماهنگی بسیار خوبی را نشان می دهد. نکته جالب توجه در نتایج، وقوع بازده بیشینه توربین دو ورودی در شرایط ورودی جزیی و هنگامی است که شار جرمی سمت پوسته از سمت پایه بیشتر است.

محور توربین-ژنراتورهای بادی نسبتاً نرم بوده و سیستم مکانیکی عموماً به صورت دو جرمه مدل می شود. مدل دو جرمه دارای مدهای پیچشی نوسانی است که در هنگام تغییرات سرعت باد و وقوع خطا در شبکه این مدها در پاسخ های خروجی ژنراتور ظاهر می شود. توربین-ژنراتورهای بادی سنکرون مغناطیس دائم دارای مبدل های سمت ماشین و سمت شبکه است که به وسیله مبدل سمت ماشین می توان سرعت/توان ژنراتور را در مقدار مطلوب جهت کارکرد در مد توان بهینه کنترل نمود. در حقیقت کنترل اصلی توربین بر عهده مبدل سمت ماشین است. همچنین به وسیله مبدل سمت شبکه ولتاژ لینک dc در مقدار مرجع ثابت نگه داشته می شود. هدف این مقاله، تبیین استراتژی های مختلف کنترلی مبدل سمت ماشین در توربین-ژنراتور بادی سنکرون مغناطیس دائم است. استراتژی های مختلف کنترلی شامل کنترل توربین-ژنراتور در مد کنترل سرعت، مد کنترل توان و یا مد نرخ سرعت نوک بهینه می باشد. سپس عملکرد روش های کنترلی شرح داده شده، در ازای تغییرات سرعت باد، نوسانات توان ناشی از سایه برج و افتادگی ولتاژ شبکه آزموده و مقایسه می شود. در ادامه با بهبود عملکرد کنترل کننده مبدل سمت ماشین، پاسخ توربین بادی بهبود داده می شود.

متن کامل این مقاله به زبان انگلیسی می باشد، لطفا برای مشاهده متن کامل مقاله به بخش انگلیسی مراجعه فرمایید.لطفا برای مشاهده متن کامل این مقاله اینجا را کلیک کنید.

در این مقاله، ابتدا دلایل استفاده از فن پذیرش جزئی در توربین های فراصوت تشریح شده است. سپس، خلاصه ای از فرآیند طراحی آزمایشگاه توربین های فراصوت به منظور تولید منحنی مشخصه توربین، ارائه شده است. محاسبات مربوط به روش هم سانی گازدینامیکی، تشریح شده و استانداردهای مربوط به نحوه نصب و بهره برداری از سامانه های اندازه گیری در آزمایشگاه معرفی شده اند. منحنی مشخصه های به دست آمده در این آزمایشگاه با نتایج کد پیش بینی عملکرد توربین و نتایج کار دیگران مقایسه شده است. باتوجه به صحه گذاری کد پیش بینی عملکرد با نتایج آزمایش توربین در شرایط واقعی، نتایج حاصل از آزمایش توربین در شرایط هم سانی نتایج قابل قبولی هستند. هم چنین، راندمان توربین در شرایط پذیرش جزئی دست کم 20 واحد کم تر از شرایط پذیرش کامل است.متن کامل این مقاله به زبان انگلیسی می باشد، لطفا برای مشاهده متن کامل مقاله به بخش انگلیسی مراجعه فرمایید.لطفا برای مشاهده متن کامل این مقاله اینجا را کلیک کنید.

در این مقاله، ابتدا دلایل استفاده از فن پذیرش جزئی در توربین های فراصوت تشریح شده است. سپس، خلاصه ای از فرآیند طراحی آزمایشگاه توربین های فراصوت به منظور تولید منحنی مشخصه توربین، ارائه شده است. محاسبات مربوط به روش هم سانی گازدینامیکی، تشریح شده و استانداردهای مربوط به نحوه نصب و بهره برداری از سامانه های اندازه گیری در آزمایشگاه معرفی شده اند. منحنی مشخصه های به دست آمده در این آزمایشگاه با نتایج کد پیش بینی عملکرد توربین و نتایج کار دیگران مقایسه شده است. باتوجه به صحه گذاری کد پیش بینی عملکرد با نتایج آزمایش توربین در شرایط واقعی، نتایج حاصل از آزمایش توربین در شرایط هم سانی نتایج قابل قبولی هستند. هم چنین، راندمان توربین در شرایط پذیرش جزئی دست کم 20 واحد کم تر از شرایط پذیرش کامل است.متن کامل این مقاله به زبان انگلیسی می باشد، لطفا برای مشاهده متن کامل مقاله به بخش انگلیسی مراجعه فرمایید.لطفا برای مشاهده متن کامل این مقاله اینجا را کلیک کنید.