14566

14566

طراحي مفهومي يك توربواكسپندر

كارشناسي ارشد

مهندسي هوافضا - آئروديناميك

فروردين ماه 1394

فروردين ماه 1394

دكتر حسينعليپور

مكانيك

چكيده براي توليد گازهاي اتمسفري مانند اكسيژن، نيتروژن و آرگون در مقياس بالا، تقطير دما پايين اقتصادي ترين روش مي باشد. علاوه بر آن در بسياري از از فرآيندهاي فيزيكي مهم و صنعتي دماهاي بسيار پايين مورد نياز مي باشد. دماي پايين مورد نياز براي مايع سازي گازهاي معمول با چندين فرآيند قابل دسترس هستند. دستگاههاي جداسازي هوا، مايع سازهاي هليوم و هيدروژن بر پايه چرخه هاي پرفشار لينده در نيمه اول قرن بيستم رايج بودنددر حاليكه فرآيندهاي برودتي در سالهاي اخير اغلب به طور اختصاصي بر پايه چرخه هاي كم فشار هستندكه از يك توربين انبساطي براي ايجاد برودت استفاده مي كنند. در پايان نامه¬ي حاضرپس از تشريح توربواكسپندر تبريدي، مروري بر كارهاي انجام شده در گذشته انجام شده و مدل رياضي سيستم بررسي شده است. الگوريتم طراحي مفهومي يك توربواكسپندر شامل اجزاء اصلي نازل، توربين، ديفيوزر و كمپرسور ارائه شده است. پس از رسيدن به الگوريتم كد كامپيوتري با استفاده از نرم افزارهاي Matlab و EES تهيه شده كه نتايج حاصل در حالت طرح به همراه تحليل پارامتريك و اعتبارسنجي نتايج با نرم افزارهاي RTD وCCDگزارش شده است. در ادامه الگوريتم طراحي پروفيل پره توربين به همراه نمودار تغييرات سرعت، دما،فشار و چگالي در طول خط جريان مركزي از ورود تا خروج آورده شده است. در نهايت الگوريتم تحليل عملكرد حالت خارج از طرح ارائه و نتايج حاصل كه شامل بررسي تغييرات دبي جرمي و راندمان با نسبت فشار در دورهاي مختلف و نيز تغييرات عدد ماخ و ضرايب افت مي باشد، گزارش شده است. واژه‌هاي كليدي:توربواكسپندر، طراحي مفهومي، طراحي پروفيل پره، عملكرد حالت خارج از طرح