بهینه سازی شکل پره در کمپرسورهای محوری با هدف افزایش توان و راندمان توربین گاز

در طی چند سال آخیر با توجه به اهمیت موضوع تقاضای آنرژی الکتریکی و اهمیت بیش از پیش محدودیت های زیست محیطی بهینه سازی راندمان وافزایش توان توربین های گازی به عنوان یکی از سرفصل های مهم تحقیقاتی و صنعتی مورد توجه ویژه فرار گرفته است. در این میان کمپرسور و توربین بهعنوان مهم ترین بخش های تشکیل دهنده توربین گاز نقش مهمی در دستیابی به این هدف ایفا می نمایند. در این مقاله به ارائه روش بهینه سازی شکل پره-های کمپرسور جهت افزایش توان و راندمان توربین گاز پرداخته شده است.در فعالیت انجام شده هدف اصلی ارائه روش بهبود عملکرد پره های کمپرسور جریان محوری با بهره گیری از بهینه سازی با هدف بهبود دبی و راندمان و بهتبع آن توان خروجی و عملکرد ماشین می باشد. برای این منظور هندسه پره با استفاده از روش های بهینه سازی دوبعدی با تعریف یک تابع هدف مناسببراساس پارامترهای افت پروفیل و محدوده واماندگی ایرودینامیکی بهینه سازی شده است. برای انجام این کار هندسه مربوطه در ابتدا به تعدادی مقاطعدوبعدی مشخص تقسیم می شود و سپس با استفاده از روش های پارامتره کننده. هندسه مقاطع دوبعدی پارامتریزه شده و جهت حل عددی به نرم افزار تولیدشبکه و حلگر عددی ارسال می گردد. الگوریتم بهینه سازی براساس روش های تصادفی پایه ریزی شده است و نتیجه آن مقدار کمینه برای تابع هدف می-باشد. در انتهای این فعالیت نتایج حاصل از بهینه سازی برای مقاطع دو بعدی و سه بعدی ارائه شده است. در فضای دو بعدی هدف بهبود وضعیت افت درنقطه طراحی و نقاط خارج از طراحی و در نتیجه افزایش راندمان با حفظ مشخصات مکانیکی می باشد. تمام نتایج از آغاز فرآیند بهینه سازی تا انتها روی یکهندسه نوعی انجام شده است.

Keywords:

بهینه سازی , کمپرسور محوری , ایرفویل , توربین گاز