متن کامل خبر


 
جلسه دفاع از رساله: آقای حامد گلچین، گروه آموزشی هوافضا جلوبرندگی

خلاصه خبر: توسعه موتور میکرو توربو شافت پر بازده بر مبنای موتور میکرو توربوجت با استفاده از طراحی بازیاب فشرده پی.اس.آر

  • عنوان: توسعه موتور میکرو توربو شافت پر بازده بر مبنای موتور میکرو توربوجت با استفاده از طراحی بازیاب فشرده پی.اس.آر
  • ارائه‌کننده: آقای حامد گلچین
  • استاد راهنما: دکتر فتح اله امی
  • استاد مشاور اول: دکتر زهیر صبوحی
  • استاد ناظر داخلی اول: دکتر سعید کریمیان علی آبادی
  • استاد ناظر داخلی دوم: دکتر سیدحمید جلالی نائینی
  • استاد ناظر خارجی اول: دکتر مصطفی حسینعلی پور
  • استاد ناظر خارجی دوم: دکتر رضا ابراهیمی
  • نماینده تحصیلات تکمیلی: دکتر سیدحمید جلالی نائینی
  • مکان: طبقه 4 بخش ریاضی اتاق 2711
  • تاریخ: 98/06/31
  • ساعت: 12:30

چکیده: پیشرانه‎های توربینی مقیاس کوچک بویژه موتورهای میکروتوربوپراپ طبقه بندی نسبتاً جدیدی از موتورهای توربینی به شمار می‎روند که بدلیل برجستگی‎هایی چون نسبت توان به وزن زیاد، ارتعاش ناچیز، اعتمادپذیری، عملکرد بسیار خوب در ارتفاعات بالا و قابلیت استفاده از سوخت‎های سنگین، در دو دهه اخیر توجه به آنها افزایش یافته است. یکی از راه‎های طراحی پیشرانه‎های میکروتوربوپراپ، توسعه‎ی آنها بر مبنای پیشرانه‎های میکروتوربوجت است که به آن رویکرد تبدیلی گفته می‎شود و در آن از پیشرانه‎ میکروتوربوجت به عنوان ژنراتورگازِ پیشرانه میکروتوبروپراپ استفاده می‎گردد. اما میکروموتورهایی که هم اکنون بر مبنای رویکرد تبدیلی ساخته می‎شوند، عملکردی بسیار ضعیف‎تر از حد انتظار دارند. از این رو پژوهش حاضر کوشیده است امکانپذیری تبدیل یک موتورمیکروتوربوجت به یک موتور میکروتوربوپراپ در کلاس توانی کمتر از 20 کیلووات را با عملکرد و کارایی افزایش یافته نشان‎داده و نیز اثر استفاده از یک طرح نوین و ساده بازیاب حرارتی را بر ارتقاء بازده حرارتی آن اثبات نماید. بدین منظور از پیشرانه‎ی میکروتوربوجت Wren100 به عنوان ژنراتورگاز استفاده ‎گردیده و با طراحی و ساخت یک سکوی آزمایش، پارامترهای عملکردی آن اندازه‎گیری شده است. سپس طرح بهینه دیفیوزر واسطه بر مبنای کمترین اُفتِ فشارکل و یکنواخت‎ترین پروفیل سرعت خروجی انتخاب شده‎است. توربینِ توان که یک توربین یک مرحله‎ای و جریان محوری است، براساس فرض زاویه‎ی نازلِ ثابت و با استاتوری بدون تاب طراحی گردیده‎است. روتورِ توربین یک بلیسک از جنس اینکونل 718 است که پروفیل منحصر به فرد پره‎های آن بر مبنای روش ویلسون طراحی شده است. در ادامه با طراحی و ساخت مجموعه‎ی اگزوز و جعبه‎دنده، پیشرانه‎ی میکروتوربوپراپ، تکمیل گردیده است. برای آزمایش این میکروپیشرانه، سکوی آزمایشی با قابلیت اندازه‎گیری همزمان تراست و توان طراحی و ساخته شده و در نهایت موتور میکروتوربوپراپ طراحی شده در تست سلی با ارتفاع 1760 متر از سطح دریا مورد آزمایش قرار گرفته است. نتایج دستیابی به بازده حداقل %4/80 برای توربین و حداکثر توان و اس.اف.سی 22/16کیلووات و 949 گرم بر کیلووات ساعت را نشان‎ می‎دهند که یک رکورد محسوب شده و به ترتیب %25 بیشتر و %54 کمتر از قویترین موتور میکروتوربوپراپ همرده است که از ژنراتورگازی مشابه با موتور Wren100 استفاده می‎نماید. راهبرد مورد نظر برای ارتقاء بازده حرارتی موتور میکروتوربوپراپِ ساخته‎شده، طراحی یک بازیاب حرارتی با هدف دستیابی به ضریب تاثیر 6/0و شاخص وزنی 22 کیلوگرم بر کیلوگرم هوای عبوری بوده که اس. اف. سی موتور را حدود %32 کاهش خواهد داد. در نهایت عملکرد این بازیاب که ساختاری حلقوی داشته و با توجه به محدودیت‎های ابعادی موتور طراحی شده‎است، با استفاده از سکوی آزمایش ویژه‎ای ارزیابی گردیده است. نتایج دستیابی به ضریب تاثیر 54/0 و افت فشار %7/4 در جریان سرد را نشان می‎دهند که امکان‎پذیری ساخت چنین بازیابی را تایید می‎نمایند.
کلمات کلیدی:توربین جریان محوری (Axial Turbine) -میکروتوربوپراپ (Micro-turboprop) -ژنراتورگاز (Gas Generator) -بلیسک (Blisk) -واحد توان محوری (Power Unit) -بازیاب حرارتی (Recuperator)

31 شهریور 1398 / تعداد نمایش : 110