26184

مطالعه عملكرد اكسپندر دوقلوي پيچي از منظر تغيير اندازه لقي ها

ارشد

مكانيك

1400

1400/9/2

دكتر مهدي مقيمي

مهندسي مكانيك

كمبود منابع انرژي، آلودگي‌هاي محيطي ناشي از سوخت‌هاي فسيلي، قيمت روزافزون انرژي در بازار جهاني و از طرفي افزايش تقاضا براي مصرف انرژي موجب شده است كه مطالعات بيش‌ازپيش به جستجوي ساير منابع انرژي سمت و سوق پيدا كند. يكي از اين منابع انرژي سيال‌هاي پرفشاري است كه به كمك توربين‌ها و اكسپندرها، انرژي فشاري آن‌ها قابل بازيابي و توليد توان است. در اين ميان توربين‌هاي انبساطي اسكرو بسيار به كار گرفته شده‌اند اما همچنان نياز به بهينه‌سازي بهره‌وري آن‌ها احساس مي‌شود. در اين مطالعه يك نمونه مدل از اكسپندر دوقلوي پيچشي با پيكره 5 /3 در نرم‌افزارGT-SUITE شبيه‌سازي و سپس به‌منظور اعتبارسنجي مدل، نتايج مدل شبيه‌سازي شده با نتايج آزمايشگاهي مقايسه شده است، به‌منظور بهينه‌سازي اكسپندر با استفاده از فن DOE براي انتخاب بهينه لقي‌ها، ابتدا يك فضاي چهاربعدي از محدوده تغييرات لقي‌ها تعريف گرديد. با تركيب مدل شبيه‌سازي شده با مدل‌سازي بر اساس جانشيني اقدام به بهينه‌سازي توربين انبساطي شده است. براي اين منظور به كمك روش LHS ماتريس نمونه‌ها متشكل از 25 نمونه از تركيب 4پارامتر(لقي‌ها) به‌عنوان متغيرهاي ورودي تشكيل‌شده و توان منبسط كننده براي هر يك از نمونه‌ها با استفاده از مدل شبيه‌سازي شده محاسبه شد. سپس به كمك روش رياضي كريجينگ يك مدل جايگزين مدل شبيه‌سازي شده تعريف شد و به كمك اين مدل نسبت به پارامترهاي طراحي (اندازه لقي‌ها) آناليز حساسيت انجام گرفت سپس يك تركيب جديد عملياتي براي منبسط كننده ارائه گرديد. نتايج گوياي اين است كه توان مدل‌سازي انجام‌گرفته نسبت به توان نمونه آزمايشگاهي با خطاي كمتر از 6% تطابق دارد و بهينه‌سازي انجام‌گرفته موجب افزايش قابل‌توجهي در توان خروجي منبسط كننده در سرعت‌هاي مختلف شده است. به منظور مطالعه بهتر دو لقي با بيشترين اثر مخرب توان(فشار بالا و شعاعي) شبيه سازي سه بعدي انجام گرفت و اثر تغيير اندازه آنها بر سطح فشار محفظه بررسي شد كه نتايج نشان داد به ازاي افزايش يا كاهش يكسان مقدار لقي، لقي شعاعي تاثير بيشتري بر منحني فشار برحسب محفظه دارد.

1400/12/16

Numerical study of twin screw expanders with point of view of clearance heght

11/23/2022 12:00:00 AM

The lack of energy resources,environmental pollution caused by fossil fuels, the rising demand for energy in the word market and the increasing demand for energy consumtion has led the studies to explore the other sourses of energy, one of this energy sources is high pressure fluid that their compressive energy can be retrieved and generate energy by help of turbines. currently screw expander are highly employed, but the need to optimize their efficiency will still be felt. in this study, a sample of twin screw expander with 3/5 configuration in gt-suite software simulated then in order to validate the model , the result of the simulated model were compared with experimental results,in order to optimize parameters using the DOE technique for optimum selection of clearances, we first defined 4-dimentional space of clearances variation. by combining the simulated model with subrogation model, the twin screw expander were optimized.in order to achieve this goal, the sample matrix consisting 25 clearance sample was composed of 25 parameters as input variable and the power for each of samples was calculated using the simulated model, then using the kriging, an alternative model was defined. so with the help of this model ,sensivity analysis was performed and a new optimized combine clearance for screw expander was presented, the power result of model show that model have good agreement with experimental data (below 6% deviation) and optimization has led to a significant increase in power through out different speed.in order to doing better study, the two clearances with maximum power effect(high pressure and radial clearances), The effect of their size on the pressure level of the chamber was investigated and the results show that Radial clearance has more distractive effect on chamber pressure.

منبسط كننده , لقي , كريجينگ

expander , clearance , kriging

mohammad ebrahimi

mahdi moghimi