تحلیل پارامتریک رفتار غیردائمی یک موتور توربوجت بر مبنای مدلسازی غیرخطی ائروترمودینامیکی

پژوهش حاضر به تحلیل پارامتریک رفتار گذرای یک موتور توربوجت بر مبنای مدلسازی غیردائمی و مبتنی بر معادلات ائروترمودینامیکی حاکم می پردازد. مدل دینامیکی موردنظر در محیط سیمولینک نرم افزار متلب توسعه یافته است. از مجموع عوامل مؤثر بر عملکرد گذرا، سه عامل مهم شامل دینامیک شفت، دینامیک حجم و دینامیک انتقال حرارت در مدل مورد نظر گنجانده شده است. جهت اعتبار سنجی، نتایج مدل شامل تغییرات میزان دور موتور، نیروی پیشرانش و دمای گازهای خروجی از محفظه احتراق و توربین در یک عملیات شتاب معکوس (10 100 تا 70 درصد دور نقطه طراحی)، با نتایج حاصل از نرم افزار شبیه سازی توربین گاز یا اصطلاحاً جی. اس. پی. مقایسه شده است. نتایج حاکی از توانایی بالای مدل در شبیه سازی عملکرد گذرا می باشد، به نحوی که بیشینه درصد خطا کمتر از 4 درصد در میزان نیروی جلوبرندگی می باشد. سپس در بررسی پاسخ گذرا، عملیات افزایش دور موتور با سه نرخ متفاوت افزایش میزان مصرف سوخت، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که با افزایش نرخ مصرف سوخت، نگرانی های عملکردی مانند فرارفت دما جریان در ورود به توربین و نیز احتمال وقوع پدیده سرج در کمپرسور تشدید می شود. به گونه ای که در مدل حاضر شتاب دهی در مدت 2/5 ثانیه می تواند دمای ورود به توربین را تا حدود 21 کلوین افزایش دهد.

Keywords:

مدلسازی , توربوجت , سیمولینگ , دینامیک شفت , دینامیک حجم , دینامیک انتقال حرارت