تحلیل و طراحی یک توربین دی اکسید کربن فوق بحرانی با جریان محوری

با افزایش جمعیت و پیشرفت تکنولوژی، نیاز به انرژی در سرتاسر جهان افزایش یافته است، همچنین نگرانی های موجود نسبت به محیط زیست ما را به سمت استفاده از سیستم های با تولید کمتر دی اکسید کربن سوق می دهد. سیکل دی اکسید کربن فوق بحرانی از نمونه سیستم هایی است که در دهه اخیر مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش، ابتدا یک سیکل دی اکسید کربن فوق بحرانی معرفی می گردد. سپس طراحی توربین این سیکل به روش خط میانی با توجه به داده های موجود سیکل انجام می شود. طراحی خط میانی در نرم افزار متلب انجام شده است، نتایج روش خط میانی شامل خواص ترمودینامیکی در ورودی و خروجی استاتورها و روتورها، ارتفاع پره ها، مثلث سرعت در بخش های مختلف، تعداد پره ها و راندمان می شود. در این مرحله، مدل های افت سودربرگ، اینلی و متیسون، و دونهام و کیم، برای تخمین تلفات به کار گرفته شده اند. سپس هندسه سه بعدی پره ها با نرم افزار Ansys bladegen تولید و با استفاده از Turbo grid شبکه بندی می شود. تحلیل عددی جریان در پره ها با استفاده از مدل آشفتگی SST در نرم افزار CFX انجام می گردد. توان توربین و راندمان بدست آمده در حل عددی به ترتیب ۱۶.۷۳ مگاوات و ۹۲ درصد است.

کلیدواژه ها:

توربین محوری ، دی اکسید کربن فوق بحرانی ، روش خط میانی ، جریان محوری ، تحلیل عددی