يك دانشجوي مهندسي مكانيك دانشگاه صنعتي شريف در تحقيقات پايان‌نامه‌اش دو نوع مدل ترموديناميكي پيوسته و طبقه به طبقه براي شبيه سازي عملكرد توربين‌هاي گازي خنك شده تبيين كرد.
به گزارش خبرنگار «پايان‌نامه» خبرگزاري دانشجويان ايران (ايسنا)، آرين تبريزي درباره پايان نامه‌اش آورده است: در اين پايان‌نامه مدل‌ها بر مبناي روابط و ساير مدل‌هاي ارائه شده در مقالات، توسعه يافته‌اند و براي مدل‌سازي توربين گاز، مدل‌سازي كمپرسور، محفظه احتراق و توربين انجام شده و توجه خاصي براي مدل‌سازي توربين خنك شده مبذول شده است.
مدل پيوسته بر مبناي انبساط پيوسته به همراه انتقال حرارت و استخراج كار همزمان تبيين شده، در حالي كه در مدل طبقه به طبقه روتور، استاتور، طبقات و دبي خنك كاري هر يك مجزا از هم در نظر گرفته مي‌شوند.
در اين پايان نامه دبي سيال خنك كننده افت دما و فشار سكون در فرايند اختلاط براي هر دو مدل محاسبه شده است.
اين مدل‌ها با استفاده از داده‌هاي تجربي توربين گازي صنعتي و داده‌هاي يافت شده در مقالات ارزيابي شده مدرج سازي مي‌شوند.
در اين پژوهش يك توربين گازي مرجع براي ارزيابي چرخه‌هاي مختلف انتخاب شده است.
به كمك اين مرجع مقايسه‌اي بين نتايج دو مدل پيوسته و طبقه به طبقه با تغييرات نسبت فشار و دماي حداكثر چرخه صورت گرفته و نشان داده شده است، مدل پيوسته با وجود نياز بسيار كم به داده‌هاي ورودي، دقت و كارايي مناسبي دارد ولي داده‌هاي كافي در رابطه با نحوه انبساط ارائه نمي‌دهند، در مقابل، مدل طبقه به طبقه نياز به مقادير قابل ملاحظه‌اي داده ورودي دارد ولي دبي سيال خنك كننده و سير انبساط هر طبقه روتور و استاتور را به صورت مجاز محاسبه مي‌كند.
در ادامه اين پژوهش شبيه سازي چرخه ساده براي نشان دادن اثر بهبود در فن‌آوري خنك كاري از طريق افزايش تعداد رديف‌هاي خنك كاري لايه‌اي و داراي پوشش محافظ حرارتي و بهبود در خواص سيال خنك كننده‌اي انجام شده است.
اين مدل‌ها (پيوسته و طبقه به طبقه) به كمك داده‌هاي سازندگان، مدرج سازي و اعتبار بخشي شدند. ارزيابي اين مدل‌ها نشان مي‌دهد كه مدل پيوسته با وجود سادگي و نياز اندك به داده‌هاي ورودي از قابليت خوبي براي پيش بيني مقادير توان، بازده و دماي خروجي توربين برخوردار است.
به گزارش ايسنا، چهار آرايش براي مدل طبقه به طبقه در نظر گرفته شده است كه پس از فرايند مدرج سازي و اعتبار بخشي، آرايش اول مناسبتر تشخيص داده شد.
گفتني است، بازار توليد الكتريسته در حال تغيير است. نيروگاه‌هاي قديمي كه در سال‌هاي پس از جنگ جهاني دوم ساخته شده‌اند اغلب زغال سوز هستند و به پايان دوره عمر خود رسيده‌اند.با توجه به رشد عظيم در بخش تقاضاي الكتريسته، نياز به جايگزيني و حتي گسترش اين نيروگاهها احساس مي‌شود و به دليل ويژگيهايي كه توربينهاي گاز دارند مي‌توانند گزينه مناسب و برتر در زمينه ظرفيت‌هاي جديد توليد توان به شمار روند.
طرفداران توربين‌هاي گازي از زمان شروع به كار كوتاه، هزينه نصب و توليد كمتر به عنوان مزاياي اقتصادي نسبت به نيروگاههاي توربين بخار نام مي‌برند، در حالي كه توربين‌هاي گازي مزاياي زيست محيطي از قبيل مصرف منابع كمتر، انتشار دي اكسيد كربن اندك، انتشار اكسيدهاي نيتروژن و دي اكسيدگوگرد بسيار كمتر را نيز دارند.
به دليل رشد بازارهاي بدون تنظيم در كشورهاي صنعتي، تقاضا براي نيروگاه‌هاي كوچكتر با كيفيت و قابليت اطمينان بيشتر افزايش يافته كه در اين ميان نقش و قابليت رقابت چرخه هاي ساده توربين گاز در حال افزايش است.