به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « Gas Turbine » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه « Gas Turbine » در نشریات گروه « فنی و مهندسی »
  • علی حاجی زاده، میریوسف هاشمی*، علی ضیائی اصل

    با توجه به اهمیت بسیار بالای توربین گازی در تولید برق و همچنین توسعه روزافزون آن، از جمله ی مهم ترین روش ها برای افزایش کارایی پره های توربین گازی، افزودن پوشش محافظ گرمایی به سطح خارجی آنهاست. این پوشش ها اینکه باعث بهبود خنک کاری پره توربین گازی می شوند، ولی معایبی نیز دارند که از جمله معایب آنها زبر نمودن سطح پره ها است که ناخواسته منجر به جدایش های جریان سیال داغ اطراف توربین گازی می گردند، لذا سطوح زبر پوشش های محافظ گرمایی می بایست به طور بهینه و هدف دار مورد استفاده قرار گیرند. در این تحقیق، با استفاده از نرم افزار تجاری فلوئنت به بررسی و تحلیل این نوع پوشش ها، برای یافتن مناسب ترین حالت ممکن جهت استفاده از آن پرداخته شده است. تاثیر پارامترهای زبری سطح، ضخامت و جنس پوشش های محافظ گرمایی مورد بررسی قرار گرفته و بهینه ترین حالت برای پارامترهای مذکور، به ترتیب 1/0 م م، 38/0 م م و 7/2 وات بر متردرکلوین بدست آمده است.

    کلید واژگان: پوشش محافظ گرمایی, توربین گازی, زبری, شبیه سازی عددی}
    Ali Hajizadeh, Miryoseph Hashemi *, Ali Ziaie Asl

    Due to the very high importance of gas turbine in electricity production and also its increasing development in the electricity industry, one of the most important methods to increase the efficiency of gas turbine blades is to add thermal barrier coating to their outer surface. These coatings improve the cooling of gas turbine blades, but they also have disadvantages such as roughness of their surface cause to the separation of the hot fluid flow around the turbine blades. The rough surfaces of thermal barrier coatings should be used optimally and purposefully. In this research, using commercial software of Fluent, this type of coating has been investigated and analyzed in order to find the most optimal possible mode for its use. The influence of surface parameters such as roughness, thickness and material of thermal barrier coatings have been investigated. The most optimal state for the mentioned parameters are: 0.1 mm, 0.38 mm and 2.7 W/m.K respectively.

    Keywords: Thermal Barrier Coating, Gas Turbine, Roughness, Numerical Simulations}
  • S. Ouali *
    Present computational simulation studied H2-CH4 combustion characteristics in a specific gas turbine combustor used for power generation. Across four thermal loads (1.1-4.4 bar) and varying hydrogen fraction (0-50% by volume), changes in flame temperature, reaction zone stability, and flow field are scrutinized. Results show coherent thermal patterns and stable flame fronts across all conditions, indicating hydrogen addition does not deteriorate combustion when blended with methane. Flame temperatures increase by approximately 40 K with increasing hydrogen fraction. Acceptable NOx emissions are observed, peaking at 6.20 ppm with 50 % H2 at 168 kW. The combustor enables reliable operation for blends up to 50% hydrogen. These results suggest potential for increasing legislated hydrogen blending limits for more sustainable gas turbine power generation. By expanding the viable envelope for hydrogen-methane mixtures, this work contributes to understanding combustion of decarbonized fuels in gas turbines. However, as results are limited to the investigated combustor geometry, generalized conclusions cannot be drawn at this stage. Nonetheless, this study represents an incremental advancement in knowledge that may inform future research on sustainable power generation and decarbonization efforts.
    Keywords: Hydrogen-Methane, High Pressure Burners, Swirled Flames, Gas Turbine, Pollutants}
  • Ghazanfar Shahgholian, Majid Moazaami*, Mohammadamin Honarvar

    Low changes in active power demand cause changes in the frequency of the power system. The purpose of using a load frequency control (LFC) system is to maintain the frequency balance in the power system, using active power control to minimize frequency changes to achieve acceptable power system stability. In this paper, the linearized model of a gas power plant has been studied and simulated to check the small signal stability and load frequency control. The frequency depends on the parameters of the power system, and small changes in the parameters cause slight deviations in the frequency of the power system. To provide good quality output power, LFC should have good robustness against uncertainty of power system parameters and sudden changes. The initial order equations of the system in the state space have been used in MATLAB software to simulate the dynamic behavior. The effect of changes in different parameters on frequency deviation and stability of the power system has been investigated. Analysis of system modes show the correctness of the simulation results.

    Keywords: Eigenvalues Analysis, Gas Turbine, Hierarchical Control, Load Frequency Control, Small Signal Stability}
  • پرویز اسدی*، علی فضلی، حسین جعفرزاده، حسین ملکی
    در این پژوهش آزمایش و اندازه گیری حجم سوخت نازل های سوخت دوگانه سوز توربین GE-F9 با استفاده از انجام آزمایش های تجربی توسط دستگاه ردیف چینی نازل سوخت گازی (طراحی و ساخته شده در شرکت پرداد کامه صنعت) مورد بررسی قرار گرفتند. در ادامه، جهت نصب نازل ها بر روی توربین از الگو فرایند معینی به منظور ردیف چینی آن ها توسط نرم افزار ویژه دستگاه استفاده شد. اختلاف دمایی به عنوان یکی از مهم ترین متغیرهای خروجی تحقیق مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج به دست آمده از این مطالعه نشان داد که کاهش اختلاف جریان گاز مصرفی تا 2% و اختلاف دمایی تا 20 درجه سانتی گراد با انتخاب یک دسته 14 عددی از میان 30 نازل اولیه و همچنین ردیف چینی مناسب توسط نرم افزار امکان پذیر است. همچنین از طرفی در صورت استفاده از 2 دسته نازل از میان 30 نازل اولیه، می توان اختلاف جریان نازل ها را تا 6 و 9% کاهش داد و در عوض با استفاده از نرم افزار ردیف چینی اختلاف دمایی را زیر 28 درجه سانتی گراد حفظ نمود.
    کلید واژگان: توربین گازی, GE-F9, سوخت رسانی متوازن, ردیف چینی نازل, اختلاف دمایی}
    Parviz Asadi *, Ali Fazli, Hossein Jafarzadeh, Hossein Maleki
    In this research, fuel nozzles of GE-F9 turbine were tested, and fuel flow was measured using a Nozzle Layout device, which was designed and manufactured by Pardad Kameh Sanat Company. Then, the layout of nozzles was suggested by the special software of the device based on a specific algorithm, and it was installed on the turbine. The temperature spread was evaluated as the most important result of this research. The results show that by selecting a set of 14 out of the 30 initially provided nozzles and then using the layout recommended by the software, it is possible to reduce the gas flow difference by 2% and the temperature spread by 20 ℃. However, using two sets of nozzles out of the 30 provided can reduce the flow difference of the nozzles to 6% and 9%, respectively. In addition, with the help of the Nozzle Layout software, the temperature spread can be maintained below 28 ℃.
    Keywords: Gas Turbine, GE-F9, Fuel Flow Balancing, Nozzle Layout, Temperature Spread}
  • M. Heidarian Shahri, A. Madadi *, M. Boroomand
    Nowadays, optimization methods have been considered as a practical tool to improve the performance of turbo-machines. For this purpose, the numerical study of the aerodynamic flow of the NASA Rotor-67 axial compressor has been investigated, and the results of this three-dimensional simulation show good agreement with experimental data. Then, the blade stacking line is changed using lean and sweep for Rotor-67 to improve the compressor performance. The third-order polynomial is selected to generate the lean and sweep changes from the hub to the shroud. The compressor flow field is solved by a Reynolds averaged Navier-Stokes solver. The genetic algorithm, coupled with the artificial neural networks, is implemented to find the optimum values for blade lean and sweep. Considering the three objective functions of pressure ratio, mass flow rate, and isentropic efficiency, the optimized rotor is obtained using the optimization algorithm. Two geometries are obtained using the optimization algorithm. The results of the optimized compressor include improving the isentropic efficiency, pressure ratio, and mass flow equal to 0.57%, 0.93%, and 1.8%, respectively. After compressor optimization, the effect of the changes in the compressor performance parameters is studied on a single spool turbojet engine. The engine is modeled by analyzing the Brayton thermodynamic cycle of the assumed turbojet engine under design point operating conditions. Results show that for the best test case, the engine with the optimized rotor, the thrust, and SFC are improved by 1.86% and 0.21%, respectively.
    Keywords: Compressor, Optimization, Lean, Sweep, Gas turbine}
  • آرش قهرمانی، علی کشاورز*
    در این پژوهش، به منظور شبیه سازی اثرات رسوب گذاری و فرسایش پره های کمپرسور توربین گاز V94.2، یک مدل ترمودینامیکی توسعه داده شده است. رویکرد نوین این مطالعه شامل در نظر گرفتن اثرات دما و رطوبت محیط بر عملکرد یک توربین دارای عیب و استفاده از سیستم کنترلی توربین در شرایط بار کامل است که به آن کنترل دمای خروجی یا OTC گفته می شود. در این رویکرد، از ثابت نگه داشتن دمای اصلاح شده ی خروجی توربین استفاده می گردد تا دمای ورودی به توربین در یک بازه ی ایمن برای پره ها نگه داشته شود. این مدل توسط داده های واقعی یک توربین گازی صحت سنجی گردیده است. نتایج نشان می دهد که می توان با تغییر نقطه تنظیم کنترلی OTC و با در نظر گرفتن دمای ورودی به توربین، مقداری از افت ها را جبران نمود. نتایج بیان می کند که رسوب گذاری، پارامترهای توان تولیدی، دمای ورودی به توربین و بازدهی توربین گازی را بیشتر از فرسایش پره ها کاهش می دهد. همچنین انحراف از عملکرد سالم، با شرایط محیطی تغییر می کند. نتایج نشان می دهد که با افزایش 6 درجه ای نقطه تنظیم سیستم کنترل یک توربین معیوب، می توان با توجه به دمای محیط، توان را تا 1% و دمای ورودی به توربین را تا 8/0% افزایش داد.
    کلید واژگان: توربین گاز, رسوبگذاری کمپرسور, مدل ترمودینامیکی, کنترل دمای خروجی}
    Arash Ghahremani, Ali Keshavarz, *
    In this research, a thermodynamic model has been developed to simulate the effects of fouling and erosion of the compressor blades of a V94.2 gas turbine. The novel approach of this study involves considering the influence of ambient temperature and humidity on the performance of a faulty turbine as well as using the turbine control system under full load conditions, referred to as Outlet Temperature Control (OTC). In this approach, maintaining a corrected turbine outlet temperature is employed to keep the turbine inlet temperature within a safe range for the blades. This model has been validated using real-world data of a gas turbine. The results demonstrate that by adjusting the OTC control setpoint and taking into account the turbine inlet temperature, a portion of the performance losses can be compensated for. The findings indicate that compressor fouling has a greater impact on parameters such as power output, turbine inlet temperature, and gas turbine efficiency compared to blade erosion. Furthermore, deviation from healthy performance varies with environmental conditions. The results also show that by increasing the control setpoint of a degraded turbine by 6 degrees, considering ambient temperature, power can be increased by 1%, and turbine inlet temperature can be increased by 0.8%.
    Keywords: Gas Turbine, Compressor fouling, Thermodynamic model, Outlet temperature control}
  • شهاب الدین گرشاسبی، امیرمهدی تحسینی*

    با توجه به پیچیدگی فرایندهای حاکم بر جریان در توربین گاز، انجام آزمون های تجربی برای اطمینان از عملکرد آن الزامی است اما ایجاد شرایط حاکم بر اجزا در شرایط عملکردی بسیار پیچیده است. اکثر آزمون های محفظه احتراق در شرایط جوی انجام و سپس نتایج به شرایط عملکردی تعمیم داده می شوند. این کار در کنار کمبود تست استندهای دارای شرایط عملکردی واقعی، بر این اساس توسعه یافته است که اغلب فرایندهای حاکم بر رفتار محفظه با تغییر فشار عملکردی دستخوش تغییر قابل توجهی نبوده و به ویژه اگر شکل شعله تغییر نکند، می توان در فشار پایین نیز رفتار محفظه را مطالعه نمود. در تحقیق حاضر این موضوع به صورت عددی برای یک محفظه احتراق واقعی مورد بررسی قرار گرفته و مشاهده شده است که مشخصه های شعله تغییر چندانی با افزایش فشار ندارند. همچنین آلاینده NOx در فشارهای بالاتر افزایش می یابد. ساختارهای کلی جریان تحت تاثیر افزایش فشار قرار نگرفت اما میزان افت فشار افزایش یافت. نتایج حاضر نشان می دهد در محفظه احتراق مورد نظر، آزمون جوی می تواند نتایج قابل قبول و تعمیم به شرایط پرفشار ارایه کند.

    کلید واژگان: توربین گاز, محفظه احتراق, اثر فشار, آزمون جوی, دینامیک سیالات محاسباتی, موتور توربینی}
    Sh. Garshasbi, A. M. Tahsini *

    Due to the complexity of the processes governing the flow in the gas turbine, it is necessary to perform experimental tests to ensure the performance, but creating the conditions governing the components in the operational conditions is very complex. most of the combustion chamber tests are performed in atmospheric conditions and then the results are generalized to the operational conditions. This work, along with the lack of test stands with real operational conditions, has been developed based on the fact that most of the processes governing the behavior of the chamber have not undergone significant changes with the change of operating pressure, and especially if the shape of the flame does not change, it is possible to study the behavior of the chamber even at low pressure. In the present research, this issue has been numerically investigated for a real combustion chamber and it has been observed that changes are characterized by increasing pressure. Also, NOx pollutant increases at higher pressures. The overall flow structures were not affected by the pressure increase, but the pressure loss rate increased. The current results show that in the desired combustion chamber, the atmospheric test can provide acceptable results and can be generalized to high pressure conditions.

    Keywords: Gas turbine, Combustion chamber, Pressure effect, Atmospheric test}
  • سپهر جعفری، عباس رهی*، سید احمد مرتضوی

    در این پژوهش تاثیر شکست پیچ اتصال دهنده دو شفت جلو و عقب کمپرسور و نامیزانی ناشی از این شکست بر رفتار دینامیکی روتور در توربین گاز رولزرویس مورد بررسی قرار گرفته است. به همین منظور مدل هندسی شفت کمپرسور طراحی گردید و تحلیل مودال به روش اجزاء محدود توسط نرم افزار Ansys صورت گرفت و نمودارهای کمپل به صورت جداگانه ترسیم شد. از تحلیل مودال تجربی و مقایسه آن با تحلیل مودال عددی جهت اعتبارسنجی و تایید مدل طراحی شده استفاده گردید. در ادامه از تحلیل هارمونیک شفت بدون پره و دیسک و همچنین همراه پره و دیسک برای بررسی پاسخ فرکانسی سرعت و جابجایی ناشی از شکست پیچ اتصال دهنده در قسمت لبه و قسمت اتصال میانی دو شفت به صورت جداگانه و همچنین به صورت همزمان استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان داد که دامنه نوسان شفت کمپرسور در حالت شکست پیچ در قسمت اتصال لبه برای محل شکست پیچ حدود 30 درصد بیشتر از حالت شکست پیچ اتصال میانی است.

    کلید واژگان: توربین گاز, نامیزانی شفت کمپرسور, رفتار دینامیکی روتور, توربین گاز رولزرویس, نمودار کمپل, شکست پیچ}
    S. Jafari, A. Rahi, S. A. Mortazavi

    In this study, the effect of failure of a screw in the coupling connecting two compressor shafts on the dynamic behavior of the rotor in The Rolls Roys gas turbine has been investigated. For this purpose, the geometric model of the compressor shaft was designed and Modal analysis was performed by finite element method by ANSYS and Campbell diagram were designed separately. Experiential Modal analysis and its comparison with numerical Modal analysis have been used to validate and confirm the designed model. It used the harmonic analysis of the shaft without blades and discs, as well as the shafts with blades and discs for the frequency response of velocity and displacement due to the failure of the screw connecting the two shafts at the edge and medial connection separately and synchronous. The results showed that the frequency response of the compressor shaft velocity in the coupling screw failure at the edge of the screw failure location is about 30% higher than the medial screw failure mode, indicating that the coupling screw failure in the edge has a greater effect on the shaft and rotor behavior in terms of velocity and displacement compared to the medial screw.

    Keywords: gas turbine, unbalanced shaft of compressor, dynamic behavior of the rotor, Rolls-Royce gas turbine, Campbelldiagram, screw failure}
  • محمد مرادی، سعید کریمیان علی آبادی*، فتح الله امی، مهدی سرحدی

    در این پژوهش به بررسی عددی جریان داخلی اتمایزر فشار-چرخشی انتها باز پرداخته خواهد شد که کاربرد زیادی در موتور توربین گازی و پیشرانه های فضایی دارد. برای شبیه سازی جریان داخلی اتمایزر از مدل چند فازی حجم سیال بهره گرفته شده است. همچنین به دلیل ماهیت جریان چرخشی داخل اتمایزر از مدل توربولانسی RNG k-ε استفاده گردید. به منظور دستیابی به نتایج بهتر از مش سازمان یافته استفاده شد. در این پژوهش پارامتر های اسپری، نظیر ضخامت فیلم مایع، زاویه چتر پاشش، ضریب تخلیه و کانتورهای توزیع سرعت و فشار موردمطالعه قرار خواهد گرفت. شبیه سازی اتمایزر انتهای باز با نسبت L⁄D=5 و همچنین استفاده از مش سازمان یافته و لحاظ کردن سوخت کروسین برای ایجاد شرایط نزدیک به کارکرد توربین گازی، ازجمله مواردی بود که پژوهش حاضر را با دیگر پژوهش ها متمایز می سازد. همچنین نتایج نشان داد که در فشار 5/0 مگا پاسکال زمان لازم برای رسیدن سوخت در اتمایزر مورداستفاده کمتر از 5/1 میلی ثانیه بوده و نیز با روش حجم سیال علاوه بر مدل جریان های داخل اتمایزر و دست یابی هیدرودینامیک جریان، می توان وجود موج ها و شکست چتر پاشش و تبدیل به قطرات بزرگ تر را مشاهده نمود. زاویه اسپری و ضریب تخلیه برای اتمایزر موردبررسی به ترتیب برابر 8/74 و 17/0 ثبت گردید.

    کلید واژگان: مدل چند فازی حجم سیال, مدل توربولانسی, اتمایزر فشاری چرخشی انتها باز, توربین گازی, حل عددی}
    Mohammad Moradi, Saeed Karimian Aliabadi *, Fathollah Ommi, Mahdi Sarhaddi

    In this research, the internal flow of open-end pressure-swirl atomizer, which has many applications in gas turbine engines and space propulsion, is investigated numerically. A multi-phase fluid volume model is used to simulate the internal flow of the atomizer. Also, due to the nature of the rotational flow inside the atomizer, the RNG k-ε turbulence model was used. Structured mesh has been used to achieve better results. In this research, spray parameters such as liquid film thickness, spray cone angle, discharge coefficient and velocity and pressure distribution contours have been studied. Simulation of an open-end atomizer with an L⁄D = 5 ratio, as well as the use of a structured mesh and the inclusion of kerosene fuel to create conditions close to the operation of a gas turbine, are among the things that differentiate the present study from other studies. The results also show that at a pressure of 0.5 MPa, the time required to reach the fuel in the atomizer used is less than 1.5 milliseconds and the failure of the to spray cone and turn into larger droplets can be observed. The spray angle and discharge coefficient for the studied atomizer were 74.8 and 0.17, respectively.

    Keywords: RNG, Turbulence Model, Open-end pressure-swirl atomizer, Gas Turbine, Numerical study}
  • مریم حسن زاده، هادی غائبی*، میلاد فیلی
    در این مطالعه، یک سیستم تولید چندگانه بر پایه سوخت بیوگاز ارائه شده است. به این منظور ابتدا عملکرد سیستم از دیدگاه قانون اول ترمودینامیک شبیه سازی شده و در ادامه به منظور مشخص کردن کارآیی هر زیر سیستم و میزان تلفات و هدررفت انرژی، عملکرد سیستم از دیدگاه قانون دوم مورد بررسی قرار گرفته و همچنین آنالیز اقتصادی اگزرژواکونومویک به کار رفته است. در ادامه به منظور نشان دادن تاثیر استفاده از موتور استرلینگ، عملکرد  سیستم در دو حالت مختلف با موتور استرلینگ و بدون آن بررسی شده و در نهایت مطالعه پارامتری جامعی به منظور پی بردن به رفتار معیارهای عملکردی سیستم با پارامتر های طراحی انجام شده است. نتایج نشان می دهد که سیستم ارائه شده در زمان کار با موتور استرلینگ، به ترتیب توانایی تولید kW986، kW 137/5، 8/39 و kg/h 2/96 توان الکتریکی، سرمایش، آب شیرین و هیدروژن خالص را دارد و در این حالت بازده انرژی و اگزرژی سیستم نسبت به حالت بدون موتور استرلینگ حدود 2/96% و 7/89% بهبود یافته به ترتیب برابر با 37/3% و 32/08% محاسبه شده اند. همچنین در این حالت هزینه تولید محصولات سیستم برابر با kWh 0/1086 / $است، که در حالت بدون موتور استرلینگ برابر با kWh0/0998 / $بوده و چیزی در حدود 8/1% کاهش یافته است.
    کلید واژگان: توربین گاز, بیوگاز, بازیافت حرارتی, تولید چندگانه, موتور استرلینگ}
    Maryam Hassanzadeh, Hadi Ghaebi *, Milad Fili
    This paper presents a novel multi-generation system based on biogas fuel for simultaneous production of goods such as electricity, cooling, freshwater, and hydrogen using smart heat recovery of combustion gases. The performance of the proposed system is investigated in terms of the first and second laws of thermodynamics. Also, to acquire a comprehensive evaluation of operation costs, an exergoeconomic analysis has been performed. Furthermore, a comprehensive parametric study has been conducted to understand the behavior of the system performance parameters with the design parameters. In the following, to show the superiority of using a Stirling engine, the investigation of the present study is performed under two different scenarios. The proposed system could produce 986 kW, 137.5 kW, 8.39 m3/h, and 2.96 kg/h, net output electricity, cooling load, distilled water, and hydrogen while working with the Stirling engine. In this case, the energy and exergy efficiencies of the proposed system are obtained at 37.3% and 32.08%, which are improved by about 2.96% and 7.89%, respectively. In terms of cost metrics, the total unit cost of the products is about 0.1086$/kWh which has increased by 8.1% compared to the non-sterling engine mode.
    Keywords: Gas Turbine, Biogas, West Heat Recovery, Multi-Generation, Stirling Engine}
  • Ali Sayyad Nazary *, Ehsan Esfandiari, Pooria Noroozi, Alireza Karimi Dehkordi, Abbas JamshidiGahrouei

    In this research, the performance of different turbulent flow models in the simulation of fluid flow passing through the chain of stator vanes of a turbine has been investigated. In this research, the Reynolds number is considered equal to 23.2×105. In the Navier-Stokes equations, discretization is done using the finite volume method on the computational grid, and Simple algorithm is used to couple the velocity and pressure equations. Different turbulence models include two-equation models, Realizable k-ε, RNG k-ε, SST k-ω and the five-equation model of the Reynolds stress method (RSM). The performance of various turbulent flow models has been investigated by calculating the pressure coefficient obtained from the present work in comparison with the laboratory results in ten different areas of the third blade of the chain. The results show that the accuracy of the aforementioned turbulence models in estimating the static pressure coefficient in different regions of the aforementioned vane chain are slightly different, but the five-equation Reynolds stress model has a better match with the experimental results.

    Keywords: Blade chain, stator, gas turbine, turbulent flow models, Reynolds number, pressure coefficient}
  • احمد مامندی*، بهزاد رئوفی
    در این پژوهش، به کمک نرم افزار المان محدود ANSYS تحلیل مکانیک شکست و تخمین عمر خستگی باقی مانده پره ترک دار ردیف 16 بخش کمپرسور توربین گاز V94.2 تحت تنش های مکانیکی و حرارتی ناشی از دوران، توزیع فشار و دما در بار 100 درصد در حالت پایا مورد بررسی قرار می گیرد. در این راستا، با مدل سازی تقارن محوری قطاع مجموعه دیسک و پره با نسبت 1 به 79، اعمال بارگذاری های ترمومکانیکی، شرایط مرزی و شرایط اولیه مکان هایی از پره که دارای تنش های بالایی هستند شناسایی شده اند. سپس، با مدل سازی ترک با ابعاد مختلف در دو ناحیه بر روی ایرفویل پره کمپرسور به کمک نرم افزار ANSYS ضرایب شدت تنش برای ترک ها به دست می آیند. همچنین، با استفاده رابطه پاریس و استخراج نمودار نرخ رشد ترک برحسب ضریب شدت تنش، عمر باقیمانده در رشد ترک خستگی برای ترک هایی با ابعاد مشخص در این دو ناحیه تخمین زده می شوند. در پایان، با انجام تحلیل مودال فرکانس های کاری پره به دست آمده و با استخراج دیاگرام کمپل، فرکانس تداخل ارتعاشی پره نیز به دست آمده است. نتایج نشان دهنده آن است که برای دو ناحیه ترک اول و دوم بر روی سطح فشاری با افزایش فاصله از ریشه پره کمپرسور عمر باقی مانده پره ترک دار افزایش می یابد.
    کلید واژگان: توربین گاز, پره ترک دار کمپرسور, تخمین عمر خستگی, مکانیک شکست, تحلیل مودال}
    Ahmad Mamandi *, Behzad Raoofi
    In this research, the fracture mechanics analysis for the 16th stage of a V94.2 gas turbine compressor blade under mechanical and thermal stresses due to rotation, pressure and temperature distributions in the full load steady state condition is studied using ANSYS finite element software. Modelling asymmetric sector of a balde-disk assembly with a ratio of 1 to 79, applying thermomechanical loading, boundary conditions and initial conditions, locations with high stress levels on the blade airfoil are recognized. Then, using ANSYS software to model some cracks with different sizes in two specified locations on the airfoil, the stress intensity factors are calculated. Moreover, by applying Paris relation, crack growth rate with respect to the stress intensity factors are drawn to estimate remaining life in the fatigue crack growth for the cracks with initial dimensions in these two locations. Finally, doing modal analysis, the operating frequencies of the blade are calculated and the Kampbell diagram, the interacting frequencies for the blade are also specified. The obtained results show that for these two cracks locations on the pressure side of the blade airfoil, by increasing the distance along the root of the compressor blade, the remaining life of the cracked compressor blade increases, accordingly.
    Keywords: Gas Turbine, Compressor cracked blade, Fatigue life estimation, Fracture Mechanics, Modal Analysis}
  • پویا پویایی، محمدحسن کیهانی، محمود نوروزی*
    این مطالعه با هدف انجام شبیه سازی سه بعدی سیستم خنک کاری داخلی توربین گاز برای حالت ثابت و چرخان در ناحیه میانی کانال های صاف چهارگذره جهت ارزیابی جریان سیال و انتقال گرمای آشفته انجام شده است. هندسه خم به حالت U-شکل تغییر کرده و پره راهنما در ناحیه خم به منظور افزایش عملکرد کلی کانال خنک کننده نصب شده است. نتایج معادلات حاکم با استفاده از مدل آشفتگی تنش رینولدز به دست آمده است. کانال های خنک کننده در سه عدد رینولدز مختلف از 20000 تا 60000 و عدد چرخش 13/0 شبیه سازی شده است. تاثیر پره ی راهنما در ناحیه ی خم U-شکل، علاوه بر کاهش ناحیه ی حباب جدایش و چرخش سیال در جریان بالا دست خم، باعث ساختار جریان یکنواخت تر در ناحیه خم و گذرگاه بعدی می شود. بطوری که اصلاح خم و استفاده از پره هدایتگر جریان نسبت به هندسه مبنا در حالت ثابت افت فشار و ضریب عملکرد حرارتی را به ترتیب در حدود4/13% کاهش و 5/22% افزایش می دهد. اثرگذاری پره راهنما بر میزان انتقال گرما در حالت چرخان محسوس نمی باشد، اما به دلیل کاهش افت فشار سبب افزایش میزان ضریب عملکرد حرارتی تا 4/9% خواهد شد.
    کلید واژگان: توربین گاز, خنک کاری داخلی, کانال های چهار گذره, مدل توربولانسی تنش رینولدزی, پره ی راهنما, عملکرد حرارتی}
    Pouya Pouyaei, Mohammad Hassan Kayhani, Mahmood Norouzi *
    This study is aims to perform three-dimensional simulation gas turbine internal cooling system for stationary and rotating mode at the middle region of four-pass smooth channels to assess fluid flow and turbulent heat transfer. The geometry of bend has been changed to U-shape turn and the guide vane in the bending region is Installed in order to enhance higher overall performance the cooling channel. The results of the governing equations are obtained using the Reynolds stress turbulence model. cooling channels are simulated in three different Reynolds numbers ranges from 20,000 to 60,000 and the rotation number of 0/13. The effect of the guide vanes on the U-shaped bend region, in addition to reducing the separation bubble area and circulation fluid in the upstream bend flow, it causes more uniform flow structure in the bend region and subsequent passage. So that the correction of bend and the use of flow guide vane to the base geometry in the case stationary of pressure drop and the coefficient of thermal performance decreases by about 13.4% and increases by 22.5%, respectively. The effect of the guide van on the amount of heat transfer in the rotating state is not noticeable, but due to the reduction of pressure drop, it increases the coefficient of thermal performance up to 9.4%.
    Keywords: Gas turbine, Internal cooling, four-pass channels, RSM model, Turning vane}
  • محمد مهاجر، محسن فلاح*، مرتضی رحمانپور
    در این مطالعه، یک چرخه ی جدید تولید همزمان توان، گرما و سرما یکپارچه شده با آب شیرین کن آب دریا به روش تقطیر چند مرحله ای و اسمز معکوس و سامانه خورشیدی با استفاده از تحلیل های انرژی و اگزرژی مورد ارزیابی قرار گرفته است. به منظور تولید توان از چرخه ی گازی به عنوان محرک اصلی و چرخه ی رانکین آلی به عنوان چرخه ی پایین دستی بهره برده شده است. نتایج این مطالعه نشان می دهد در اثر افزودن سامانه خورشیدی در مجاورت چرخه ی رانکین آلی، افزایش راندمان چرخه ی رانکین آلی از 38.778 درصد به 44.592 درصد به میزان 5.813 درصد بهبود می گردد. به علاوه، در میزان خنک کاری ثابت، ضریب عملکرد بخش سرمایش یک افزایش 1.275 درصدی از مقدار 1.596 به 1.617 را تجربه می کند. همچنین، با توجه به بالابودن توان تولیدی چرخه ی توربین گازی نسبت به توان تولیدی چرخه ی رانکین، افزودن سیستم خورشیدی به چرخه ی پایه (بدون سیستم خورشیدی) باعث افزایش راندمان گرمایشی و اگزرژی به ترتیب به میزان 638/0 و 085/0 درصد می گردد. همچنین ظرفیت شیرین سازی سیستم پیشنهادی با استفاده از سیستم اسمز معکوس، Ton/h  8/726 افزایش می یابد.
    کلید واژگان: تولید همزمان, تقطیر چند مرحله ای, اسمز معکوس, سامانه خورشیدی, توربین گازی, چرخه ی رانکین آلی}
    Mohammad Mohajer, Mohsen Fallah *, Morteza Rahmanpour
    In this study, a new cycle of cogeneration power, heating and cooling integrated with fresh water production system by multi-effect desalination method and solar system has been evaluated. Energy and exergy analyzes have been used to evaluate system performance. In order to generate power, the gas cycle has been used as the main stimulus and the organic Rankin cycle has been used as the downstream cycle. The results of this study show that due to the addition of the solar system in the vicinity of the organic Rankin cycle, the increase of the organic Rankin cycle efficiency improves from 38.778% to 44.592% to 5.813%. In addition, at constant cooling rates, the cooling performance increased by 1.275 percent from 1,596 to 1,617. Also, due to the high production capacity of the gas turbine cycle compared to the production capacity of the Rankin cycle, the addition of the solar system to the base cycle (without the solar system) increases the thermal efficiency and exergy by 0.638 and 0.085%, respectively. Also, distillate flow rate increases 726.8 Ton/h by using reverse osmosis system.
    Keywords: Co-generation, multi-effect desalination, Gas turbine, Organic Rankine Cycle}
  • مهدیه خسروی خضری، سید یوسف احمدی بروغنی*، یدالله یعقوبی نژاد

    امروزه به دلیل رشد اقتصادی و افزایش جمعیت، تقاضا برای انرژی در سطح جهانی افزایش یافته است. توربین ها به منظور تولید برق، نقش مهمی در تولید توان بر عهده دارند. این صنعت یکی از عوامل مهم در اقتصاد جهانی است و از سال های اولیه رشد مداوم را تجربه کرده است. برای دستیابی به بازده ترمودینامیکی بالاتر در توربین ها از درجه حرارت و فشار ورودی بالاتر، آیرودینامیک پیشرفته، سیستم های خنک کننده کارآمد در پره ها، آلیاژهای پیشرفته با تحمل درجه حرارت بالاتر، عملیات حرارتی و پوشش های فلزی و مانع حرارتی سرامیکی استفاده شده است. در شرایط کارکرد توربین، برخی آسیب ها ممکن است باعث کاهش عمر آن گردد. در بررسی حاضر، جنبه های مکانیکی و متالوژیکی تخریب پره های توربین و توسعه مواد برای غلبه بر آن، مورد تحلیل قرار گرفته است. برای تخمین عمر پره ها سازوکارهای شکست باید شناسایی شوند. ترکیب متغیرهای مختلف باعث ایجاد تنش شده و سازوکارهای آسیب پیچیده مانند خزش و خستگی با تغییر تنش های مکانیکی و تنش های ناشی از حرارت به وجود می آید. علاوه بر موارد فوق، اهمیت پوشش در پره های توربین گازی ذکر شده است. پس از بررسی جنبه های مختلف آسیب جهت روشن شدن موضوع، مطالعات موردی شکست پره ها حین کار به اختصار تشریح شده است.

    کلید واژگان: پره های توربین, توربین گازی, خستگی, خوردگی داغ, سوپرآلیاژ پایه نیکل}
    Mahdiye Khosravi Khezri, Seyyed. Yousef Ahmadi Brooghan*, Yadollah Yaghoubinezhad

    Today, global demand for energy has increased due to economic and population growth. Turbines play an important role in generating power in order to generate electricity. This industry is one of the important factors in the global economy and has experienced continuous growth from the early years. To achieve higher thermodynamic efficiency in turbines from higher inlet temperature and pressure, advanced aerodynamics, efficient blade cooling systems, advanced alloys with higher temperature tolerance, heat treatment and metal and thermal barrier ceramic coatings is used. Under turbine operating conditions, some damage may occur that will decrease its life. In present study, mechanical and metallurgical aspects of turbine blade destruction and the development of materials to overcome it have been analyzed. Failure mechanisms must be identified to estimate blade life. The combination of different variables causes stress and complex damage mechanisms such as creep and fatigue are created by changing mechanical and heat stresses. In addition to the above, the importance of coating on gas turbine blades is mentioned. After investigation of various aspects of damage to clarify the issue, some case studies of failure during operation are briefly described.

    Keywords: Turbine blades, Gas turbine, Fatigue, Hot corrosion, Nickel based superalloy}
  • آرش نوربخش سعداباد، سالار رادمان، سید فرامرز رنجبر*، مهدی نامی خلیله ده
    افزایش روزافزون مصرف انرژی، باعث به کارگیری منابع انرژی تجدید پذیر به منظور کاهش آلودگی‎ های زیست محیطی و جلوگیری از گرمایش زمین شده است. کار حاضر باهدف ارایه و بررسی یک چرخه ترکیبی جدید بر اساس توربین گازی با سوخت بیوگاز انجام شده و با توجه به دمای بالای خروجی از توربین گاز، یک چرخه رانکین بخار مجهز به آبگرمکن تغذیه باز و ژنراتور ترموالکتریک به عنوان چرخه زیرین با آن ترکیب شده است. سیستم موردنظر بر اساس متغیرهای نسبت تراکم کمپرسور هوا و بازده دمای پیش گرمکن موردبررسی قرارگرفته و از دیدگاه ترمودینامیکی و ترمواکونومیک تحلیل شده است. همچنین سیستم موردنظر با استفاده از الگوریتم ژنتیک موجود در نرم افزار EES، بهینه ‎سازی تک هدفه و چندهدفه شده است. نتایج نشان داد، راندمان های حرارتی و اگزرژی در حالت پایه به ترتیب برابر 44.58 و 42.38 درصد و در حالت بهینه ترمواکونومیک به ترتیب 49.45 و 47.01 درصد هستند. علاوه بر این هزینه تراز شده الکتریسیته در حالت بهینه چندهدفه 17.5 دلار بر گیگاژول محاسبه شد که نسبت به حالت پایه 5.10 درصد کاهش می یابد.
    کلید واژگان: توربین گاز, بیوگاز, تحلیل ترمواکونومیک, بهینه‎سازی, الگوریتم ژنتیک, اگزرژی}
    Arash Nourbakhsh Saadabad, Salar Radman, Faramarz Ranjbar *, Mahdi Nami Khaliledeh
    Increasing energy consumption has led to the use of renewable energy sources to reduce environmental pollution and prevent global warming. The present work has been carried out with the aim of presenting and investigating a new combined cycle based on the gas turbine with biogas fuel and due to the high outlet temperature of the gas turbine, a steam Rankine cycle equipped with open feed water heater and the thermoelectric generator has been combined with it as the bottom cycle. The system is studied based on the variables of air compressor pressure ratio and air preheater temperature efficiency and analyzed from the viewpoint of the first and second laws of thermodynamics and thermo-economics. Also, to find the best-operating conditions, the system is optimized using the genetic algorithm in EES software by employing single and multi-objective optimization. The results showed that the thermal and exergy efficiencies in the base condition are 44.58 and 42.38%, respectively, and in the optimum thermo-economic condition are 49.45 and 47.01%, respectively. In addition, the LCOE in the multi-objective optimization condition was calculated at 17.50 $/GJ, which is 5.1% lower than the baseline.
    Keywords: Gas turbine, Biogas, Thermoeconomic Analysis, optimization, genetic algorithm}
  • ملیحه پاشاپور، صمد جعفرمدار*، شهرام خلیل آریا
    مطالعه ی حاضر، به تحلیل اگزرژو-اقتصادی سیستمی جدید برای تولید توان، گرما و آب شیرین می پردازد. سیستم پیشنهادی شامل یک توربین گاز (GT) است که گرمای اتلافی آن ابتدا توسط یک مولد بخار (HRSG) برای تولید بخار آب اشباع و سپس یک چرخه رانکین آلی برای تولید توان بیشتر بازیافت می گردد. این سیستم از یک منبع انرژی زمین گرمایی برای گرمایش مجدد سیال آلی جهت افزایش توان و بازده استفاده کرده و همچنین دارای یک واحد آب شیرین کن اسمز معکوس برای تولید آب شیرین است. دمای آب تغذیه قبل از ورود به واحد آب شیرین کن از طریق کاهش جریان جرمی آن در چگالنده بالا می رود. در نتیجه هزینه واحد تولید آب شیرین 24/32% کاهش می یابد. ضریب اگزرژو-اقتصادی سیستم 14/12% بدست می آید که نشان از نقش بالای تخریب اگزرژی در هزینه سیستم دارد. GT/HRSG بالاترین سهم را از نظر هزینه سرمایه گذاری به خود اختصاص می دهد (10/86). در انتها، اثر اختلاف دمای پینچ مولد بخار و فشار بازگرمایش بر هزینه واحد توان تولیدی در چرخه رانکین آلی، بخار آب تولیدی، آب تصفیه شده و همچنین نرخ هزینه کلی سیستم بررسی شده اند.
    کلید واژگان: اگزرژو- اقتصادی, توربین گاز, چرخه رانکلین آلی, بازگرمایش, زمین گرمایی, آب شیرین کن اسمز معکوس}
    Malihe Pashapour, Samad Jafarmadar *, Shahram Khalilarya
    The current study reviews the exergo-economic analysis of a new system for producing power, heat, and distilled water. This proposed system includes a gas turbine (GT) which its waste heat first was recovered by a heat recovery steam generator (HRSG) for producing saturated water vapor and then recycled by an organic Rankine cycle (ORC) for generating more power. Also, this system includes a geothermal energy resource for reheating organic fluid because of power and efficiency increase and a reverse osmosis (RO) desalination unit on the production of freshwater. Feed-water temperature is increased in the condenser via decreasing its mass flow rate. As a result, the unit cost of produced freshwater decreases by 32.24%. The exergo-economic factor of the system is 12.14%, suggesting that exergy destruction accounts for a high proportion of costs. GT/HRSG have the highest share in terms of the capital cost (86.10%). Finally, the effects of the pinch temperature difference in the HRSG and re-heating pressure on the unit cost of the power generated in the ORC, produced water vapor, distilled water, and the overall cost rate were investigated.
    Keywords: exergo-economic, Gas turbine, Organic Rankine Cycle, re-heating, geothermal, reverse osmosis desalination}
  • حسین نامی*
    در سال های اخیر، هیدروژن نه تنها به عنوان یک سوخت سبز بلکه به عنوان یک حامل انرژی برای ذخیره ی انرژی مازاد بر مصرف توجه محققان را به خود جلب کرده است. این درحالیست که استفاده از هیدروژن به عنوان زنجیره ی تکمیل کننده در تولید سوخت های جایگزین مانند متانول سبز و آمونیاک سبز اهمیت پرداختن به تولید آن را دوچندان کرده است. در این مطالعه، از تلفات حرارتی توربین گازهای نصب شده در تاسیسات دریایی برای تولید هیدروژن و گرما بوسیله ی الکترولایزر آلکالین استفاده شده است. اغلب توربین گازهای نصب شده در تاسیسات دریایی برای تامین برق مصرفی تاسیسات استفاده می شوند و به ندرت از تلفات حرارتی آن ها استفاده می شود. در این مقاله، از گرمای موجود در گازهای خروجی از توربین گاز برای راه اندازی واحد تولید توان در دو مرحله (واحد توربین بخار و واحد چرخه ی رانکین آلی) استفاده شده و نهایتا توان تولیدی صرف راه اندازی الکترولایزر نصب شده و تولید هیدروژن گردید. نتایج تحقیق حاضر نشان داد در شرایط پایه به ازای دمای گازهای خروجی توربین گاز 450، 525 و 600 درجه سلسیوس، نرخ هیدروژن تولیدی به ترتیب 1308، 1769 و 2191 تن بر سال و آهنگ گرمای تولیدی به ترتیب 2/3، 3/4 و 4/5 مگاوات می باشد.
    کلید واژگان: توربین گاز, تولید هیدروژن, الکترولایزر آلکالین, بازیاب اتلاف حرارتی, چرخه ی رانکین آلی, تولید همزمان}
    Hossein Nami *
    In the last years, hydrogen production not only as a green fuel but also as an energy career has gained much attention. This is while, hydrogen can be considered as one of the main chains of alternative fuel production like green methanol and green ammonia. In this study, the waste heat of the offshore installed gas turbines is utilized to produce hydrogen via employing Alkaline electrolyzers. In most cases, gas turbines are installed to cover the electricity consumption of the offshore facilities and waste heat recovery from these turbines is not a matter of concern. In this paper, the energy content of the exhaust gasses of the gas turbines is utilized to run steam and organic Rankine cycle and then generated surplus power is fed to electrolyzers to produce hydrogen. Results revealed that under the base condition exhaust temperatures of 450, 525 and 600 ˚C lead to hydrogen production of 1308, 1769 and 2191 ton per year, respectively.
    Keywords: Gas turbine, hydrogen production, Waste heat recovery, Organic Rankine Cycle (ORC), Co-generation}
  • مهران عبدالعلی پورعدل، محسن رستمی، فرزاد محمدخانی*، شهرام خلیل آریا
    امروزه یکی از فن آوری های مناسب از نظر تولید توان و صرفه جویی در مصرف انرژی با راندمان بالا، استفاده از سیستم های تولید همزمان است که از سوخت-های تجدید پذیر به عنوان جایگزینی برای سوخت های فسیلی استفاده می شود. در این مطالعه سیستم تولید همزمان شامل توربین گازی مبتنی بر سوخت بیوگاز، چرخه رانکین آلی، آب گرم کن داخلی، واحد اسمز معکوس و الکترولایزر غشاء پروتونی می باشد. این سیستم تولید همزمان جدید از دیدگاه انرژی و اگزرژی تحلیل شده است، سپس یک مطالعه پارامتری برای نشان دادن تاثیر برخی پارامترهای کلیدی (از جمله نسبت فشار کمپرسور، فشار چگالنده، دمای تبخیرکن، دمای پیش گرمکن و دمای ورودی توربین گازی) روی پارامترهای عملکرد سیستم تولید همزمان مورد بررسی قرار گرفته است. نهایتا این سیستم نسبت به بازده حرارتی بهینه سازی شده است. نتایج بهینه سازی نشان می دهد که بازده حرارتی دارای مقادیر بهینه نسبت به دمای تبخیرکن و نسبت فشار کمپرسور می باشد. همچنین نتایج نشان می دهد که مقادیر توان خالص تولیدی 1192 کیلووات، آب شیرین تولیدی 584/5 کیلوگرم بر ثانیه، بازده حرارتی %74/55، بازده اگزرژی %56/30، هیدروژن تولیدی 455/1 کیلوگرم بر ساعت و تخریب اگزرژی کل 2827 کیلووات می باشد.
    کلید واژگان: تحلیل ترمودینامیک, بیوگاز, توربین گاز, تولید هیدروژن, آب شیرین, تولید چندگانه}
    Mehran Abdolalipouradl, Mohsen Rostami, Farzad Mohammadkhani *, Shahram Khalilarya
    Nowadays, one of the suitable technologies in terms of power generation and saving energy with high efficiency is using the multigeneration systems that renewable fuels are used as an alternative to fossil fuels. In the present study, a multigeneration system including biogas fired gas turbine, Organic Rankine Cycle (ORC), domestic water heater, Reverse Osmosis (RO) unit and Proton Exchange Membrane (PEM) electrolyzer. The proposed multigeneration system is assessed from energy and exergy viewpoints. After that, a comprehensive parametric study is carried out to show the effects of some key parameters (including pressure ratio of compressor, condenser pressure, evaporator temperature, preheater temperature and inlet temperature of gas turbine) on main performance criteria of the multigeneration system. Finally, the multi generation system is optimized from thermal efficiency point of view. The optimization results indicate that the thermal efficiency has optimum values for evaporator temperature and pressure ratio of compressor. Also, results show that the values of generated power, produced fresh water, thermal efficiency, exergy efficiency, produced hydrogen and total exergy destruction are calculated as 1192 kW, 5.584 kg/s, 55.74%, 30.56%, 1.455 kg/hr and 2827 kW, respectively.
    Keywords: Thermodynamic analysis, Biogas, Gas turbine, hydrogen production, fresh water, multi-generation}
  • امیرحمزه فرج الهی*، امیرحسین حجازی، حشمت الله گازری، محسن رستمی

    امروزه با توجه به کاربرد وسیع سیستم های تولید همزمان با منابع انرژی تجدیدپذیر و همچنین نیاز دنیا از نظر اقتصادی و محیط زیستی به این سیستم ها، طراحی و تحلیل ترمودینامیکی آن ها مورد توجه بسیاری از دانشمندان قرار گرفته است. از این رو در کار حاضر، یک سیستم تولید همزمان دو گانه توان و هیدروژن با طرحی نوین، ساده و در عین حال کاربردی ارایه شده است که شامل چرخه توربینگازی، گازساز، چرخه‏ گذربحرانی کربن دی اکسید و الکترولیزر غشاء پروتونی است. طرح مذکور از دیدگاه های قانون اول و دوم ترمودینامیک با نرم افزار حلگر معادلات مهندسی EES شبیه-سازی شده است. سیستم طراحی شده در کنار تولید توان از بیشترین ظرفیت ممکن خود استفاده کرده و سوخت پاک هیدروژن را نیز برای مصرف کننده تامین می کند. در حالت پایه سیستم به ترتیب دارای ظرفیت الکتریکی 92/3 مگاوات بوده و توانایی تولید گاز هیدروژن به میزان 8/608 مترمکعب در ساعت را داراست. میزان سوخت مصرفی چرخه 155/1 کیلوگرم بر ثانیه است. ضریب بهره وری انرژی و بازده اگزرژی سیستم به ترتیب %71/34 و %44/29 است. میزان نابودی اگزرژی کل سیستم نیز برابر 11854 کیلووات است. همچنین محفظه احتراق، توربین گازی و گازساز بیشترین میزان نابودی اگزرژی را به خود اختصاص داده اند. طبق مطالعات پارامتری، مشخص گردید که افزایش دمای ورودی به توربین تاثیر مثبت و افزایش فشار حداکثری چرخه کربن دی اکسید تاثیر منفی بر روی ضریب بهره وری انرژی و بازده اگزرژی کل سیستم دارند.

    کلید واژگان: تحلیل قانون اول و دوم ترمودینامیک, گازسازی زباله جامد شهری, تولید هیدروژن, توربین گازی, چرخه رانکین گذربحرانی}
    Amirhamzeh Farajollahi *, Amirhossein Hejazi, Heshmat Gazori, Mohsen Rostami

    Nowadays, due to the extensive application of renewable-based co-generation systems and also the economic and the environmental necessities, their design and thermodynamic analysis has been conducted by many scientists.In this way, a novel, simple, and practical combined power and hydrogen cogeneration unit has been designed in the present study in which there are gas turbine, gasifier, trans critical Rankine cycle, and proton exchange membrane electrolyzer.This system has been analyzed from first and second laws of thermodynamics by engineering equation solver(EES).The proposed system is able to generate power and hydrogen simultaneously for users.The power and hydrogen production capacities of the system are 3.92 MW and 608.8 cubic meter per hour, respectively which consumes biomass about 1.155 kg/s. The energy utilization factor and second law efficiency ofthe system are 34.71 % and 29.44 %, respectively. It can be seen that the overall exergy destruction of the system is 11854 kW in which gasifier, gas turbine, and combustion chamber have the highest irreversibilities. In addition, it can be concluded that the exergy efficiency of condenser and heat exchanger 3 are the lowest ones among other equipments.According to the parametric studies,it was found that the increasing the inlet temperature ofthe gas turbine has a positive effect and the increasing the maximum pressure ofthe TCO2 cycle has a negative effect on the EUF and the second law efficiency ofthe system.

    Keywords: Firest, Second Laws Of Thermodynamics Analysis, MSW Gasification, Hydrogen Production, Gas Turbine, Trans Critical Rankine Cycle}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال