13280

13280

طراحي مفهومي فن با كنارگذر بالا براي موتورتوربوفن دو محوره و سه محوره اتصال توربين كمپرسور

كارشناسي ارشد

مكانيك - مهندسي هوافضا - پيشرانش

ارديبهشت ماه 1392

ارديبهشت ماه 1392

دكتر محمّد اخلاقي

چكيده توربوفن داراي فن بزرگي در جلوي موتور مي¬باشد كه نسبت زيادي از هوا پس از عبور از فن از فاصله بين فن و پوسته عبور كرده و در انتهاي موتور با گازهاي داغ خروجي يكي مي¬شود و نيروي پيشرانه را افزايش مي¬دهد. توربوفن¬ها كارايي بهتري نسبت به توربوجت¬هاي ساده دارند؛ زيرا به حجم زيادي از هوا كه از فن عبور مي¬كند شتاب داده مي¬شود و با توجه به هواي كمي كه از هسته عبور مي¬كند، نيروي پيشرانه زيادي را توليد مي¬كند. در يك موتور توربوفن نسبت جريان جرمي عبوري از قسمت كنارگذر به جريان جرمي عبوري از هسته موتور را نسبت كنارگذر مي¬نامند. اين نسبت يكي از شاخص¬هاي مربوط به راندمان موتور توربوفن است. تمايل به دارا بودن راندمان بهتر از منظر مصرف سوخت منجر به تحولي در توربين¬گازهاي هوايي تجاري و تبديل آن¬ها از موتور توربوجت (نسبت كنارگذر صفر) به اولين نسل توربوفن¬ها (نسبت كنارگذر 1 تا 2) و سپس به موتورهاي توربوفن امروزي با نسبت كنارگذر 5 تا 11 شده¬است. در پروژه حاضر به بررسي امكان¬پذيري افزايش نسبت كنارگذردر قالب افزايش قطر فن و اثرات آن در موتورهاي توربوفن پرداخته شده¬است. بدين منظور ابتدا به بررسي سيكل ترموديناميكي موتور توربوفن دو محوره و تأثير افزايش نسبت كنارگذر بر روي پارامترهاي عملكردي پرداخته و در وهله بعد با استفاده از الگوريتم¬هاي بهينه¬يابي فرااكتشافي به يافتن مقدار بهينه نسبت كنارگذر پرداخته شده¬است. همچنين نحوه افزايش ضريب درگ جايگاه موتور به واسطه افزايش قطر فن بررسي گرديده است. در بخش پاياني به طراحي مقدماتي و آيروديناميكي فن¬هايي براي موتورهاي توربوفن با نسبت كنارگذر بالا پرداخته شده¬است. اين مطالعه حاكي از بهبود راندمان جلوبرندگي ومصرف ويژه سوخت بواسطه افزايش نسبت كنارگذر است. بررسي ديناميك سيالاتي جايگاه موتور نشان مي¬دهد كه افزايش قطر فن، مساحت جلويي موتور را افزوده و لذا افزايش قابل¬توجهي در ضريب درگ فشاري را بدنبال خواهد داشت. واژه‌هاي كليدي: موتور توربوفن، نسبت كنارگذر، الگوريتم بيهنه¬يابي، مصرف ويژه سوخت