پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 8 |
| تعداد شماره‌ها | 426 |
| تعداد مقالات | 5,554 |
| تعداد مشاهده مقاله | 6,686,499 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 5,654,409 |
مطالعه‌ی تاثیر تزریق آب در بالادست کمپرسور یک موتور میکروتوربین گازی بر عملکرد خارج از نقطه طراحی | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| دوره 57، شماره 1، 1404، صفحه 89-104 اصل مقاله (1.13 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2025.23641.7790 | ||
| نویسندگان | ||
| فاطمه رحمانی؛ ابوالقاسم مسگرپور طوسی* ؛ حسین خالقی | ||
| دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| یکی از معایب میکروتوربین‌‌ها که به عنوان واحد تولید همزمان برق و گرما مورد استفاده قرار می‌گیرند، نسبت ثابت توان حرارتی به توان الکتریکی در هر نقطه عملکردی است. روشی که اخیرا برای حل این مشکل مورد استفاده قرار گرفته است و سبب متغیر شدن نسبت توان حرارتی به توان الکتریکی میکروتوربین در هر دور می‌شود، تزریق آب به میکروتوربین است. در این پژوهش، میکروتوربین توربک تی100 مورد مطالعه قرار گرفته است. در ابتدا عملکرد توربک تی 100 شبیهسازی شده و با نتایج تجربی اعتبارسنجی شده است و سپس با افزودن یک بازیاب گرمای مولد بخار بعد از کمپرسور و تبدیل توربک تی 100 به میکروتوربین مرطوب، کد شبیه سازی میکروتوربین ارتقا یافته و عملکرد میکروتوربین مرطوب در شرایط خارج از طراحی، شبیهسازی شده است. نتایج نشان می‌دهند که با تزریق آب در هر دور توان و راندمان الکتریکی افزایش و توان و راندمان حرارتی کاهش می‌یابند. بیشترین دبی بخار تزریقی به موتور در 67940.67 دور بر دقیقه، 0.03769 کیلوگرم بر ثانیه است که سبب افزایش 33 درصدی توان الکتریکی و کاهش62 درصدی توان حرارتی می‌شود. بنابراین با تزریق مقادیر مختلف دبی بخار در هر دور می‌توان نسبت توان الکتریکی به توان حرارتی متغیر را ایجاد کرد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| میکروتوربین؛ عملکرد خارج از طراحی؛ واحد تولید همزمان انرژی؛ تزریق آب؛ توربک تی100 | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Study the Effect of Water Injection Upstream of the Compressor of a Gas Microturbine Engine on the Off-design Performance | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Fatemeh Rahmani؛ Abulghasem Mesgarpur Tusi؛ Hosein Khaleghi | ||
| Aerospace Engineering Department, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| One of the disadvantages of microturbines, which are used as combined heat and power units, is the constant ratio of thermal power to electrical power at each operating point. A method that has recently been employed to address this issue and enable a variable thermal-to-electrical power ratio at any rotational speed is water injection into the microturbine. In this study, the Turbec T100 microturbine has been investigated. Initially, the performance of the Turbec T100 was simulated and validated against experimental results. Subsequently, by adding a heat recovery steam generator after the compressor and converting the Turbec T100 into a wet microturbine, the simulation code was upgraded, and the off-design performance of the wet microturbine was simulated. The results indicate that, with water injection, the electrical power and efficiency increase at all rotational speeds, while the thermal power and efficiency decrease. The maximum steam injection rate into the engine at 67,940.67 rpm is 0.03769 kg/s, which leads to a 33% increase in electrical power and a 62% decrease in thermal power. Therefore, by injecting different amounts of steam at each speed, it is possible to achieve a variable electrical-to-thermal power ratio. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Off-design Analysis, Micro Gas Turbine, Water Injection, Combined Heat and Power, Turbec T100 | ||
| مراجع | ||
|
[1] N. Zhang, R. Cai, Analytical solutions and typical characteristics of part-load performances of single shaft gas turbine and its cogeneration, Energy Conversion and Management, 43(9-12) (2002) 1323–1337. [2] J. Ho, K. Chua, S. Chou, Performance study of a microturbine system for cogeneration application, Renewable energy, 29(7) (2004) 1121–1133. [3] J. Kaikko, J. Backman, L. Koskelainen, J. Larjola, Technical and economic performance comparison between recuperated and non-recuperated variable-speed microturbines in combined heat and power generation, Applied thermal engineering, 27(13) (2007) 2173–2180. [4] F. Caresana, G. Comodi, L. Pelagalli, M. Renzi, S. Vagni, Use of a test-bed to study the performance of micro gas turbines for cogeneration applications, Applied Thermal Engineering, 31(16) (2011) 3552–3558. [5] F. Caresana, L. Pelagalli, G. Comodi, M. Renzi, Microturbogas cogeneration systems for distributed generation: Effects of ambient temperature on global performance and components’ behavior, Applied Energy, 124 (2014) 17–27. [6] F. Reale, R. Sannino, Numerical modeling of energy systems based on micro gas turbine: a review, Energies, 15(3) (2022) 900. [7] P. Stathopoulos, C. Paschereit, Retrofitting micro gas turbines for wet operation. A way to increase operational flexibility in distributed CHP plants, Applied Energy, 154 (2015) 438–446. [8] F. Delattin, S. Bram, S. Knoops, J. De Ruyck, Effects of steam injection on microturbine efficiency and performance, Energy, 33(2) (2008) 241–247. [9] V. Ganapathy, Heat-recovery steam generators: Understand the basics, Chemical engineering progress, 92(8) (1996) 32–45. [10] S. Talebi, A. Tousi, A. Madadi, M. Kiaee, A methodology for identifying the most suitable measurements for engine level and component level gas path diagnostics of a micro gas turbine, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 236(5) (2022) 2646–2661. [11] S. Talebi, A. Madadi, A. Tousi, M. Kiaee, Micro Gas Turbine fault detection and isolation with a combination of Artificial Neural Network and off-design performance analysis, Engineering Applications of Artificial Intelligence, 113 (2022) 104900. [12] S. Hosseinimaab, A. Tousi, A new approach to off-design performance analysis of gas turbine engines and its application, Energy Conversion and Management, 243 (2021) 114411. [13] Y.A. Cengel, M.A. Boles, M. Kanoğlu, Thermodynamics: an engineering approach, McGraw-hill New York, 2011. [14] H.I. Saravanamuttoo, G.F.C. Rogers, H. Cohen, Gas turbine theory, Pearson education, 2001. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 152 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 135 |
||