جستجو در مقالات منتشر شده
۶ نتیجه برای میکروتوربین
پیمان مقصودی، پدرام حنفی زاده،
دوره ۱۶، شماره ۱ - ( ۱-۱۳۹۵ )
چکیده
در این مقاله رکوپراتور یک میکروتوربین۲۰۰ kW با در نظر گرفتن هزینه و کارایی به عنوان پارامترهای کلیدی، با الگوریتم ژنتیک چند هدفه بهینه‌سازی شده است. از روش ε-NTU برای تخمین کارایی و افت فشار استفاده شده است. هزینه کلی رکوپراتور شامل هزینه سرمایه‌گذاری، هزینه کارکرد و هزینه تعمیرات و نگهداری می‌باشد. مبدل حرارتی صفحه پره‌دار با پره نواری و آرایش جریان متقاطع و مخالف برای بهینه‌سازی انتخاب شده است. گام پره، ارتفاع پره، طول نوار، طول مسیر جریان سرد، طول مسیر بدون جریان و طول مسیر جریان گرم به عنوان شش پارامتر طراحی در نظر گرفته شده‌اند. الگوریتم ژنتیک با مرتب‌سازی نامغلوب۲ برای بیشینه کردن کارایی رکوپراتور و کمینه کردن هزینه کلی آن به عنوان توابع هدف استفاده شده است. جواب‌های بهینه‌سازی به صورت مجموعه‌ای از جواب‌های بهینه به نام منحنی بهینه پارتو ارائه شدند. نتایج، تضاد دو تابع هدف را به خوبی نشان می‌دهند، به عبارتی دیگر هر تغییر در پارامترهای هندسی که کارایی را افزایش دهد هزینه را هم افزایش می‌دهد و بالعکس. در انتها طرح‌های بهینه بدست آمده بر اساس مفهوم مرتب‌سازی نامغلوب با یکدیگر مقایسه شدند و طرح‌های بهینه نهایی بدست آمدند.
سیده زینب سجادی، جاماسب پیرکندی، مهدی جهرمی،
دوره ۱۶، شماره ۱۲ - ( ۱۲-۱۳۹۵ )
چکیده
در تحقیق حاضر سه پیکربندی مختلف برای سیستم ترکیبی پیل‌سوختی اکسید جامد و میکروتوربین‌گاز طراحی و مورد بررسی قرار گرفته است. اولین پیکربندی ارائه شده شامل یک پیل سوختی بوده و به عنوان حالت پایه فرض شده است. دو پیکربندی دیگر با دو پیل‌سوختی که به صورت‌های سری و موازی در بالادست توربین قرار گرفته‌اند؛ لحاظ شده است. هدف از انجام این تحقیق، تحلیل ترمودینامیکی سیستم‌های طراحی شده و دست‌یابی به فاکتور مصرف سوخت بهینه برای پیل‌های سوختی بکار رفته در سیستم‌های ترکیبی می‌باشد. در این راستا، پارامترهای مربوط به فرآیندهای الکتروشیمیایی درون پیل به صورت توابعی از حالات شیمیایی و ترمودینامیکی آنها در نظر گرفته شده و کد مدل‌سازی آنها با کد مدل‌سازی سیکل میکروتوربین‌گازی ترکیب شده است. نتایج نشان می‌دهد که فاکتور مصرف سوخت بهینه تاثیر مستقیمی بر عملکرد سیستم ترکیبی پیل‌سوختی اکسید جامد و میکروتوربین‌گاز دارد. بررسی‌ها نشان می‌دهد که این ضریب برای سیستم ترکیبی حالت پایه ۰,۸۵، در سیستم ترکیبی با دو پیل‌سوختی سری به ترتیب برای پیل اول ۰.۷ و برای پیل دوم ۰.۸ و در سیستم ترکیبی با دو پیل‌سوختی موازی ۰.۸۵ (برای هر دو پیل‌سوختی) حاصل می‌گردد. نتایج نشان می‌دهد که در بین سه حالت تحلیل شده، سیستم ترکیبی با دو پیل‌سوختی سری بیشترین بازده (بیش از ۴۸ درصد) را به خود اختصاص داده و به عنوان پیکربندی کارآمدتر برگزیده می‌گردد.
فرزان رشیدی، حلیمه رشیدی،
دوره ۱۹، شماره ۲ - ( ۱۱-۱۳۹۷ )
چکیده
در این مقاله با استفاده از قوانین ترمودینامیکی، یک سیستم تولید چندگانه با محرک اولیه میکروتوربین مدل‌سازی شده‌است. سپس با استفاده از مفهوم اگزرژی و به‌کارگیری توابع اقتصادی و زیست‌محیطی، راندمان اگزرژی و نرخ هزینه کل به‌عنوان دو تابع هدف سیستم محاسبه شده‌اند. با توجه به متضادبودن توابع هدف، برای بهینه‌سازی سیستم از الگوریتم بهینه‌سازی کرم شب‌تاب چندهدفه استفاده شده است. به‌منظور تسریع در فرآیند بهینه‌سازی و جلوگیری از گیرافتادن الگوریتم در بهینه‌های محلی، راهکارهای ابتکاری جدیدی به الگوریتم اضافه شده‌اند. نتیجه اعمال الگوریتم بر سیستم تولید چندگانه مورد مطالعه، منجر به مجموعه‌ای از جواب‌های بهینه پارتو خواهد شد که نشان‌دهنده ناحیه مصالحه بین توابع هدف است. برای انتخاب جواب نهایی از بین چندین جواب بهینه موجود از روش تصمیم‌گیری فازی max-min بهره گرفته شده است. به‌منظور بررسی کارآیی الگوریتم بهینه‌سازی پیشنهادی نتایج حاصل از این الگوریتم با دو الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات و الگورتیم ژنتیک چندهدفه مقایسه شده است. براساس نتایج حاصل از بهینه‌سازی سیستم، راندمان اگزرژی می‌تواند تا ۶۹% افزایش یابد. همچنین با درنظرگرفتن نرخ هزینه کلی سیستم به‌عنوان تنها تابع هدف، این مقدار می‌تواند تا ۵۷۲$/h کاهش یابد.
محمد صدیقی، محمد اعلایی، مهدی اغنیا،
دوره ۲۰، شماره ۶ - ( ۳-۱۳۹۹ )
چکیده
سیستم سوخت‌رسانی یکی از اجزای مهم و پیچیده میکروتوربین گازی است. با توجه به اینکه شرایط محیطی کارکرد موتور مانند دمای محیط، رطوبت نسبی هوا و ارتفاع کارکرد از سطح دریا بسته به موقعیت جغرافیایی متفاوت است، عملکرد سیستم سوخت‌رسانی نیز دچار تغییر می‌شود. در مطالعه حاضر سیستم سوخت‌رسانی میکروتوربین گازی مدل GTCP۸۵-۱۸۰ موجود در ایران با استفاده از کنترلر پی‌آی‌دی مکانیکی مدل‌سازی شده است. سپس با زوج‌نیروکردن معادلات کنترل‌کننده و معادلات ترمودینامیک کلاسیک حاکم بر موتور، تاثیر شرایط محیطی مختلف بر راه‌اندازی و کارکرد نامی موتور مورد بررسی قرار گرفته است. بازه تغییرات شرایط محیطی متناسب با موقعیت جغرافیایی شهرهای ایران انتخاب شده است. با مقایسه نتایج حل عددی توسط کد نوشته‌شده در نرم‌افزار متلب با داده‌های تجربی، دقت حل عددی مورد تایید قرار گرفت. نتایج نشان داد که دمای محیط بیشترین تاثیر را بر عملکرد سیستم سوخت‌رسانی میکروتوربین می‌گذارد و موجب می‌شود که دمای گاز خروجی از توربین ۱۶/۳%، مصرف سوخت ۳/۷%، زمان راه‌اندازی موتور ۱۴/۷% و فشار سوخت انژکتور ۴/۷% تغییر کند. همچنین مقایسه نتایج حالت کارکرد نامی موتور با نتایج راه‌اندازی نشان داد که اثر پارامترهای محیطی بر عملکرد سیستم سوخت‌رسانی، در زمان راه‌اندازی موتور بیشتر است.
محمدرضا نوذری، صادق تابع‌جماعت، مجید آقایاری، حسن صادقی‌زاده،
دوره ۲۰، شماره ۷ - ( ۴-۱۳۹۹ )
چکیده
محفظه احتراق، قلب تپنده توربین‌های گازی است و تاثیر مستقیم روی آلایندگی و راندمان آنها دارد. با توجه به شرایط پیچیده حاکم بر جریان در محفظه احتراق به‌علت اثرات متعدد توربولانس و اختلاط جریان‌ها و همچنین رفتار شعله‌های آشفته، پیش‌بینی عملکرد این‌گونه محفظه‌ها امری بسیار پیچیده و عملاً غیرممکن است. بدین سبب نیاز به انجام آزمون‌های تجربی به‌منظور شناسایی رفتار حاکم بر محفظه، امری ضروری و اجتناب‌ناپذیر است. در این پژوهش یک محفظه استوانه‌ای‌شکل با استفاده از سوخت گاز مایع در شرایط اتمسفریک به‌صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا محدوده پایداری آن سپس توزیع دمای داخل محفظه و خروجی آن در ۶ نقطه کاری، به‌دست آمد و رفتار شعله مورد بررسی قرار گرفت. همچنین میزان آلایندگی خروجی محفظه نیز در دبی‌ها و نسبت هم‌ارزی‌های متعدد به‌دست آمد. ملاحظه می‌شود در دبی هوای ثابت با افزایش دبی سوخت (یا به‌عبارتی با افزایش نسبت هم‌ارزی)، شعله به سمت خروجی محفظه حرکت می‌کند و در نهایت از محفظه بیرون می‌رود. همچنین با مشاهده آلاینده‌های خروجی می‌توان نتیجه گرفت که در دبی سوخت ثابت، با افزایش دبی هوا، میزان آلاینده CO افزایش و NOx کاهش می‌یابد.
عارف سهرابی، سید مهدی میرساجدی،
دوره ۲۴، شماره ۱۲ - ( ۹-۱۴۰۳ )
چکیده
این مطالعه به بررسی احتراق مخلوط هیدروژن و متان در محفظه احتراق حلقوی میکروتوربین C۳۰ پرداخته است. هدف اصلی تحقیق ارزیابی تأثیر احتراق پیش مخلوط متان و هیدروژن بر میزان آلایندگی و دمای خروجی در یک محفظه احتراق حلقوی است. شبیه‌سازی‌های انجام شده با استفاده از مدل احتراقی نیمه پیش‌آمیخته و مدل توربولانسی k-ε انجام شده و از تابع چگالی احتمال PDF برای شبیه‌سازی واکنش‌های شیمیایی استفاده می‌شود. برای تحلیل دقیق نتایج در رابطه با میزان آلایندگی تولیدی، تحلیل و مقایسه در دمای ورودی توربین ثابت انجام شد. نتایج نشان می‌دهند که با افزودن هیدروژن به متان حتی در دمای ورودی توربین ثابت به علت افزایش دمای شعله در مقایسه با متان خالص، میزان آلاینده NOx افزایش پیدا می‌کند، اما می‌تواند به کاهش مصرف سوخت تا ۳۵ درصد کمک کند. همچنین مشخص شد که استفاده از مخلوط ۶۰ درصد متان و ۴۰ درصد هیدروژن موجب کاهش ۶۱ درصدی در تولید CO۲ می‌شود. این مطالعه نشان داد می‌توان به علت پیش مخلوط بودن سوخت و هوا، هندسه حلقوی و الگوی چرخشی جریان در سراسر محفظه احتراق، در ترکیب سوخت شامل ۳۰ درصد هیدروژن، تولید NOx را به ppm ۱/۱۶ رساند، که به طور قابل توجهی کمتر از مقدار ppm ۴۶ گزارش شده در مطالعات پیشین است. همچنین میزان آلاینده CO با افزایش سهم هیدروژن در سوخت ۱۶ درصد کاهش پیدا می‌کند. این نتایج نشان می‌دهد که محفظه احتراق‌های حلقوی با جریان پیش‌مخلوط و استفاده از ترکیب سوخت هیدروژن و متان، پتانسیل بالایی برای کاهش آلاینده‌ها و بهینه‌سازی مصرف سوخت دارند
