طراحی مفهومی و بهینه سازی چندهدفه محفظه احتراق توربین گاز هوایی cfm56-3

در این پژوهش، طراحی مفهومی و بهینه‌سازی یک محفظه احتراق توربین گاز هوایی مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است. محفظه احتراق موتور مورد بررسی، cfm56-3 بوده و اطلاعات اولیه از نرم‌افزار گزترب و مطالعات مشابه، استخراج ‌شده است. در این پژوهش نحوه محاسبه مساحت و قطر مرجع مورد مطالعه قرار گرفته و نحوه انتخاب قطر مناسب ارائه‌شده است. در ادامه، بخش‌های مهم طراحی محفظه احتراق، شامل تقسیم‌بندی هوا، دیفیوزر، چرخاننده هوا، دمای شعله، تعداد و اندازه سوراخ‌های بخش‌های مختلف، بازده احتراقی و مقادیر آلاینده‌ها با استفاده از روش‌های شیمیایی و روش‌های نیمه‌تجربی، ارائه و اعتبارسنجی شده‌است. در ادامه، طراحی‌های صورت‌گرفته، با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی چندهدفه nsga-ii و نرم‌افزار متلب به یک دیگر کوپل شده‌اند. بهینه‌سازی‌ها در این پژوهش برای 4 هدف هم‌زمان و متعارض افزایش بازده احتراق، کاهش طول محفظه احتراق و کاهش آلاینده‌های مونوکسید کربن و ناکس صورت‌گرفته است. نتایج پژوهش حاضر نشان داده که درصورت استفاده از الگوریتم‌های چندهدفه و اعمال مناسب قیود عملکردی برای محفظه احتراق توربین‌های گازی، می‌توان عملکرد حرارتی را تا 5/1 درصد، طول محفظه احتراق را تا 8/7 درصد و آلاینده‌های تولیدی را متوسط تا 64 درصد نسبت به طرح اولیه بهبود داد.

conceptual design multi-disciplinary design optimization of cfm56-3 engine combustor

this study examines the conceptual design and optimization of an air gas turbine combustion chamber. the combustion chamber under investigation is based on the cfm56-3 engine, with initial data sourced from gasturb software and similar studies. the method for calculating the reference area and diameter is explored, and a systematic approach for selecting the optimal diameter is presented. key aspects of combustion chamber design, including air distribution, diffuser, flame stabilizer, flame temperature, the number and size of holes in various sections, combustion efficiency, and pollutant emissions, are analyzed using chemical and semi-empirical methods. next, the designs were coupled using the multi-objective optimization algorithm nsga-ii and matlab software. optimizations in this study were performed for four simultaneous and conflicting goals: increasing combustion efficiency, reducing the length of the combustion chamber, and reducing carbon monoxide and nox emissions. the results of this study showed that if multi-objective algorithms are used and performance constraints are appropriately applied to the combustion chamber of gas turbines, thermal performance can be improved by 1.5%, combustion chamber length by 7.8%, and average emissions by 64% compared to the original design..