تحلیل اگزرژی و بررسی اثر پروفیل نازل روی عملکرد توربین فراصوت در پذیرش جزئی

در توربین‌‌هایی با دبی جرمی ورودی اندک، از پذیرش جزئی در ورود روتور استفاده می‌شود. برای به‌دست آوردن کار ویژه بالا، لازم است توربین با جریان فراصوت یا افت فشار بالا کار کند. در این مقاله، ابتدا توربین فراصوت با پذیرش جزئی و دلایل استفاده از آن به طور مبسوط تشریح می‌شود. پذیرش جزئی در این توربین‌ها با استفاده از شیپوره‌ها یا نازل‌های هم‌گرا واگرا تامین می‌شود. هدف اصلی مقاله بررسی اثر پروفیل قسمت هم‌گرای نازل روی عملکرد توربین فراصوت با پذیرش جزئی است. برای این‌کار، با استفاده از یکی از روش‌های پروفیل کردن نازل، چند مدل مختلف ساخته شده است. جریان در توربین با دینامیک سیالات محاسباتی شبیه‏سازی شده و عملکرد توربین با بررسی بازده قانون اول و بازده قانون دوم و هم‌چنین تحلیل اگزرژی و تخریب اگزرژی بررسی شده است. در مقایسه نتایج به‌دست آمده با نتایج مدل اصلی، مشاهده شد که پروفیل نازل نقش موثری در افزایش راندمان توربین و پیش‌گیری از هدر رفتن انرژی دارد.

Exergy Analysis and Numerical Investigation of the Effects of Nozzle Profile on the PartiallyAdmitted Supersonic Turbine’s Performance

In the turbines with a low massflow inlet, the partialadmission teqnique is used. Inorder to obtain a high specif work, it is necessary to use the turbine in supersonic flow regime. Firstly in this paper, the partiallyadmitted supersonic turbines and their applications are described. The main objective of the paper is to investigate the effects of the stator’s nozzle divergent part profile on the turbine’s performance. To this end, several different models are made using a nozzle profiling techniques. The flow field in the complete turbine pack is numerically simulated with the aim of computational fluid dynamics. The turbine’s performance is investigated by examining the efficiency of the first law and the second law of thermodynamics, as well as the analysis of exergy and exergy degradation. The results show that the selection of suitable nozzle profile has an effective role in increasing the turbine efficiency and prevention of wasting energy.