جلوگیری از واماندگی در توربین های گازی

Abstract

در این تحقیق، فرآیند گذرای واماندگی یک توربین گازی بصورت عددی بررسی شده است. یک مدل یک بعدی ریاضی مرحله به مرحله توسعه یافته که می تواند رفتار سیستم را در خلال ناپایداری های آیرودینامیکی توصیف نماید. این ناپایداری ها می تواند با استفاده از استراتژی های کنترل فعال، مثل تنفس و تزریق هوا از بین برود. دو نوع کنترل فعال به صورت های دایمی و غیردایمی در نظر گرفته شده است: در حالت دایمی، جرم با نرخ ثابتی از دیفیوزر خارج و یا با نرخ ثابتی به اولین مرحله کمپرسور تزریق می شود. در کنترل غیردایمی، نرخ تنفس یا تزریق هوا به دامنه و فرکانس نوسان اغتشاشات فشاری بالادست جریان مربوط می شود. نتایج نشان می دهد که در هر دو استراتژی تزاحمات واماندگی حذف شده، ناپایداری های مربوطه محدود می شود و بنابراین دامنه پایدار عملکردی کمپرسور افزایش می یابد. همچنین، نتایج این تحقیق نشان می دهد که مقدار کمتری هوای کمپرسور بایستی با داشتن کنترل غیردایمی خارج شود. یک سطح مقطع متغیر دیفیوزر قادر است کار محدود کردن ناپایداری های واماندگی را انجام دهد. کنترل فعال ناپایداری ها که توسط تزاحمات سینوسی فشار کل ورودی به وجود می آید نیز در این کار بررسی شده که نتیجه اش ناپایدار کردن شرایط پایدار سیستم در نقطه طراحی می باشد.