یک دانشجوی مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی شریف در تحقیقات پایان‌نامه‌اش دو نوع مدل ترمودینامیکی پیوسته و طبقه به طبقه برای شبیه سازی عملکرد توربینهای گازی خنک شده تبیین کرد.
به گزارش خبرنگار «پایان‌نامه» خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، آرین تبریزی درباره پایان نامه‌اش آورده است: در این پایان‌نامه مدل‌ها بر مبنای روابط و سایر مدل‌های ارائه شده در مقالات، توسعه یافته‌اند و برای مدل‌سازی توربین گاز، مدل‌سازی کمپرسور، محفظه احتراق و توربین انجام شده و توجه خاصی برای مدل‌سازی توربین خنک شده مبذول شده است.
مدل پیوسته بر مبنای انبساط پیوسته به همراه انتقال حرارت و استخراج کار همزمان تبیین شده، در حالی که در مدل طبقه به طبقه روتور، استاتور، طبقات و دبی خنک کاری هر یک مجزا از هم در نظر گرفته می‌شوند.
در این پایان نامه دبی سیال خنک کننده افت دما و فشار سکون در فرایند اختلاط برای هر دو مدل محاسبه شده است.
این مدل‌ها با استفاده از داده‌های تجربی توربین گازی صنعتی و داده‌های یافت شده در مقالات ارزیابی شده مدرج سازی می‌شوند.
در این پژوهش یک توربین گازی مرجع برای ارزیابی چرخه‌های مختلف انتخاب شده است.
به کمک این مرجع مقایسه‌ای بین نتایج دو مدل پیوسته و طبقه به طبقه با تغییرات نسبت فشار و دمای حداکثر چرخه صورت گرفته و نشان داده شده است، مدل پیوسته با وجود نیاز بسیار کم به داده‌های ورودی، دقت و کارایی مناسبی دارد ولی داده‌های کافی در رابطه با نحوه انبساط ارائه نمی‌دهند، در مقابل، مدل طبقه به طبقه نیاز به مقادیر قابل ملاحظه‌ای داده ورودی دارد ولی دبی سیال خنک کننده و سیر انبساط هر طبقه روتور و استاتور را به صورت مجاز محاسبه می‌کند.
در ادامه این پژوهش شبیه سازی چرخه ساده برای نشان دادن اثر بهبود در فن‌آوری خنک کاری از طریق افزایش تعداد ردیف‌های خنک کاری لایه‌ای و دارای پوشش محافظ حرارتی و بهبود در خواص سیال خنک کننده‌ای انجام شده است.
این مدل‌ها (پیوسته و طبقه به طبقه) به کمک داده‌های سازندگان، مدرج سازی و اعتبار بخشی شدند. ارزیابی این مدل‌ها نشان می‌دهد که مدل پیوسته با وجود سادگی و نیاز اندک به داده‌های ورودی از قابلیت خوبی برای پیش بینی مقادیر توان، بازده و دمای خروجی توربین برخوردار است.
به گزارش ایسنا، چهار آرایش برای مدل طبقه به طبقه در نظر گرفته شده است که پس از فرایند مدرج سازی و اعتبار بخشی، آرایش اول مناسبتر تشخیص داده شد.
گفتنی است، بازار تولید الکتریسته در حال تغییر است. نیروگاههای قدیمی که در سال‌های پس از جنگ جهانی دوم ساخته شده‌اند اغلب زغال سوز هستند و به پایان دوره عمر خود رسیده‌اند.با توجه به رشد عظیم در بخش تقاضای الکتریسته، نیاز به جایگزینی و حتی گسترش این نیروگاهها احساس می‌شود و به دلیل ویژگیهایی که توربینهای گاز دارند می‌توانند گزینه مناسب و برتر در زمینه ظرفیت‌های جدید تولید توان به شمار روند.
طرفداران توربینهای گازی از زمان شروع به کار کوتاه، هزینه نصب و تولید کمتر به عنوان مزایای اقتصادی نسبت به نیروگاههای توربین بخار نام می‌برند، در حالی که توربینهای گازی مزایای زیست محیطی از قبیل مصرف منابع کمتر، انتشار دی اکسید کربن اندک، انتشار اکسیدهای نیتروژن و دی اکسیدگوگرد بسیار کمتر را نیز دارند.
به دلیل رشد بازارهای بدون تنظیم در کشورهای صنعتی، تقاضا برای نیروگاههای کوچکتر با کیفیت و قابلیت اطمینان بیشتر افزایش یافته که در این میان نقش و قابلیت رقابت چرخه های ساده توربین گاز در حال افزایش است.