مطالعه و بررسی عملکرد یک موتور توربوجت با استفاده از روش تحلیل انرژی و اگزرژی

به دلیل کاهش منابع سوخت های فسیلی جهان، رشد قیمته ای سوخت و نیز افزایش نگرانی های زیست محیطی، تلاش های زیادی در جهت افزایش کارایی موتورهای حرارتی صورت گرفته است. یکی از مهمترین و کاربردی ترین تحقیقات در زمینه تحلیل انرژی و اگزرژی سیستم های پیشنهادی صورت گرفته است که با مدل سازی و تحلیل ترمودینامیکی سعی در انتخاب بهترین متغیرهای طراحی داشته تا در نهایت با توجه به قانون اول و دوم، مناسب ترین عملکرد از موتور مشخص گردد. در مطالعه حاضر که یک موتور توربوجت با اجزاء واقعی در نظر گرفته شده است، سعی شده که معادلات مناسب آن استخراج گردد و نتایج حاصل از تحلیل های انرژی و اگزرژی به بحث گذاشته شود. برای این امر ابتدا با بکارگیری قانون اول ترمودینامیک خروجی های سیستم یعنی نیروی رانش ویژه و راندمان های سیستم نسبت به پارامترهای ورودی تعیین شدند و همزمان قانون دوم ترمودینامیک جهت تحلیل اگزرژی هر جزء از مجموعه سیستم اعمال شد. همچنین تحلیل ترمودینامیکی در شرایط طراحی انجام شده و در آن اثر نسبت فشار کمپرسور، دمای ورودی به توربین و دمای ورودی به موتور (دمای محیط) بر میزان نیروی رانشی ویژه، راندمان های اگزرژی و تخریب اگزرژی مورد بررسی قرار گرفته شده است. نتایج نشان داد که محفظه احتراق به دلیل بازگشت ناپذیری های زیاد به عنوان بزرگترین تخریب کننده اگزرژی شناخته شده است و کارآمدترین اجزاء از نظر میزان اگزرژی تخریبی به ترتیب نازل خروجی، دیفیوزر، توربین و کمپرسور معرفی شده است.