بهبود عملکرد آیرودینامیکی توربین شعاعی میکروتوربین گاز با به‌کارگیری پره‌های دو انحناء

این مقاله بهبود عملکرد آئرودینامیکی پره‌ یک توربین شعاعی را گزارش می‌کند و تغییرات اعمالی از بخش ورودی تا انتهای پره را شامل می‌شود. این تغییرات به‌گونه‌ای است که در هر گام کارائی توربین بررسی و در نهایت بهترین حالت انتخاب می‌شود. برای انجام شبیهسازی از نرم‌افزار انسیس cfx استفاده شده است. ابتدا، با استفاده از مدل یک­بعدی حالت­های مختلف مورد بررسی قرار گرفته و حالت برتر انتخاب می‌شود. سپس، با استفاده از حل معادلات حاکم به­صورت سه­بعدی، عملکرد توربین طراحی شده ارزیابی می‌شود. با تلفیقی از یک کد محاسباتی و یک روش تجربی، بهترین پروفیل پره جهت کارکرد بهینه به­دست می­آید. پارامتر هندسی برای تعریف هندسه پره به­صورت دو انحنایی تعریف شده و برای هر فاکتور چند سطح انتخاب می‌شود. با توجه به تعداد پارامترها و تعداد سطوح در نظر گرفته شده، جدول متعامد مناسب را می­توان انتخاب نمود. سپس، با استفاده از روش طراحی تجربی، هندسه‌ پروفیل پره‌ بهینه تولید شده و مجدداً با نرم­افزار cfx مورد شبیه­سازی قرار می‌گیرد. روتور طراحی شده‌ بهینه بالاترین بازده و توان تولیدی را در مقایسه با روتور اصلی ارائه می­دهد، به‌طوری‌که 7.3 درصد افزایش توان خروجی روتور طراحی شده مشاهده می‌شود.

Improving the Aerodynamic Performance of Radial Gas Microturbine with Double Curvature Blades

This research aims to improve aerodynamic performance of a radial gas microturbine from input to output, so that the best case can be selected. In this work, ANSYS CFX software was used. First, using onedimensional model, different states were investigated and the best mode was selected. Then, by solving the governing equations, the efficiency of the designed turbine was obtained. This work combines computational work and experimental design to find the best blade profile for optimal operation. The geometrical parameters of rotor blade were considered as variable factors. Four levels were selected for each factor according to Credential references. According to the number of parameters and the number of levels determined, the appropriate orthogonal table can be selected and again numerically simulated with CFX software. The optimally designed rotor offers the highest efficiency and power output compared to the original rotor, such that the output power of the designed rotor is increased by 7.3%.