بررسی امکان جایگزینی کمپرسور محوری شعاعی موتور توربوشفت ۲۰ ۲۵۰ با کمپرسور گریز از مرکز

در این مطالعه سیکل ترمودینامیکی موتور توربوشفت ۲۰ ۲۵۰ با نرم افزار توربین گاز تحلیل شد. این تحلیل به منظور امکان سنجی جایگزینی کمپرسور محوری شعاعی هفت مرحله ای این موتور با یک کمپرسور گریز از مرکز تک مرحله ای انجام شد. کمپرسور به دلیل طراحی قدیمی و همچنین خارج شدن از نقطه طراحی به دلیل طول عمر عملکرد مناسبی ندارد و باعث کاهش توان خروجی موتور و افزایش دمای گازهای خروجی توربین تا محدوده قرمز و ایجاد محدودیت پروازی برای وسیله پرنده شده است. لذا به منظور افزایش بازده و عملکرد کلی موتور جایگزینی آن با کمپرسوری جدید و کارآمدتر بررسی شد. با استفاده از نرم افزار توربین گاز و تغییر پارامترهای عملیاتی موتور از جمله نسبت فشار کمپرسور مورد استفاده در این موتور یک کمپرسور ترکیبی هفت مرحله ای با شش مرحله محوری و یک مرحله گریز از مرکز است که نسبت فشار هفت را تولید میکند و گذر جرمی برابر ۱.۵ کیلوگرم بر ثانیه دارد. کمپرسور به عنوان جزء اصلی یک موتور توربینی به طور قابل توجهی بر جریان و قدرت موتور تاثیر میگذارد. مزیت اصلی کمپرسورهای گریز از مرکز در مقایسه با نوع محوری آن، دستیابی به نسبت فشار بالاتر در یک مرحله و در فضای کمتر است. به صورت کلی نسبت فشار تا حدود ۸ در موارد خاص با استفاده از این نوع امکان پذیر است. از مزیتهای خوب کمپرسورهای شعاعی میتوان به محدوده عملکرد وسیع با بازده خوب، قابلیت اعتماد بالا، مقاومت بیشتر در مقابل آسیب دبی جرمی و راندمان، کمپرسور در طراحیهای مختلف، شبیه سازی موتور اجسام خارجی و تاثیرپذیری کمتر بازده تحت اثر جریان گازی غیر تمیز انجام شده و عملکرد موتور در شرایط گوناگون ارزیابی گردید. نتایج حاصل اشاره کرد که در صورت استفاده از کمپرسور جدید با نسبت فشار بالاتر، طراحی و ساخت ساده تر یکی از مزایای کمپرسورهای گریز از مرکز و ترکیب مناسب با اجزای موجود میتوان توان خروجی موتور را تا ۴۸ افزایش داد. به لحاظ الزامات طراحی و ماموریت نیروی محرکه بالگرد محدودیت درصد افزایش داد همچنین راندمان ترمودینامیکی موتور تا ۵.۴ درصد بهبود یافته و مصرف سوخت ویژه نیز تا ۱۹ درصد کاهش میابد. این نتایج بیانگر آن است که استفاده از کمپرسور جدید میتواند راه کاری مناسب برای ارتقای عملکرد موتور و عبور از چالش افزایش دمای گازهای خروجی توربین باشد.

کلیدواژه ها:

موتور توربوشفت ، کمپرسور محوری ، کمپرسور گریز از مرکز ، ترمودینامیک ، نرم افزار توربین گاز