شبیه سازی توربین گازی در متلب - انجام پروژه متلب |پروژه متلب | انجام پروژه متلب برق | شبیه سازی با متلب

شبیه سازی توربین گازی در متلب

شبیه سازی توربین گازی در متلب :پروژه آماده متلب

توربین گازی چیست ؟

پروژه آماده متلب شاید در یکی از سفرهای خود، با هواپیما سفر کرده باشید. در فرودگاه به جت‌های تجاری و موتورهای عظیمی که آن‌ها را به حرکت درمی‌آورند دقت کنید. بیشتر جت‌های تجاری توسط موتورهای توربوفن هدایت می‌شوند. این موتورها نمونه‌ای از دسته کلی از موتورهایی به نام موتورهای توربین گازی هستند. توربین گازی نوعی موتور احتراق داخلی است که انرژی حاصل از جریان گاز را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کند. از این توربین در تولید برق، نیروی محرکه هواپیما و بسیاری از صنایع دیگر استفاده می‌شود. شاید نام موتورهای توربین گازی را نشنیده باشید، اما آن‌ها در جاهایی که انتظار ندارید، استفاده می‌شوند. به عنوان مثال، بسیاری از هلیکوپترهایی که در آسمان به هنگام پرواز مشاهده کرده‌اید یا بسیاری از نیروگاه‌های برق کوچک از توربین‌های گازی استفاده می‌کنند.

توربین‌ها انواع مختلفی دارند:

• به طور حتم نام توربین بخار را شنیده‌اید یا در کتاب‌های درسی خود در مورد آن مطالعه کرده‌اید. بیشتر نیروگاه‌های برق از ذغا‌ل‌سنگ، گاز طبیعی، نفت یا راکتور هسته‌ای برای تولید بخار استفاده می‌کنند. بخار تولید شده از میان توربینی چندمرحله‌ای که با دقت بالایی طراحی شده است، عبور می‌کند و محور خروجی را می‌چرخاند. چرخش این محور، ژنراتور نیروگاه را به حرکت درمی‌آورد.
• سدهای هیدروالکتریکی از توربین‌های آبی برای تولید برق استفاده می‌کنند. توربین‌های استفاده شده در نیروگاه‌های هیدروالکتریکی به طور کامل با توربین‌های بخار تفاوت دارند، زیرا چگالی آب از چگالی بخار آب بسیار بزرگ‌تر است.
• توربین‌های بادی از باد به عنوان نیروی محرک استفاده می‌کنند. این توربین‌ها هیچ شباهتی به توربین‌های بخار یا آبی ندارد، زیرا باد به کندی حرکت می‌کند و بسیار سبک است. اما عملکرد این توربین‌ها یکسان است.

پروژه آماده متلب توربین گازی توربینی همانند توربین‌های توضیح داده شده در بالا و گسترش یافته آن‌ها است. این توربین توسط گاز فشرده شده می‌چرخد. در تمام موتورهای توربین‌های گازی مدرن، موتور گاز فشرده خود را تولید می‌کند. این کار با سوزاندن ماده‌ای مانند پروپان، گاز طبیعی یا سوخت هواپیما انجام می‌شود. گرمای حاصل از سوزاندن ماده موردنظر، هوا را منبسط می‌کند. هوای گرم شده به دلیل سرعت بالا سبب چرخاندن توربین خواهد شد.

تا اینجا فهمیدیم توربین گازی چیست، در ادامه در مورد اجزای تشکیل‌دهنده توربین گازی و چگونگی عملکرد توربین‌های گازی صحبت می‌کنیم.

اجزای تشکیل دهنده توربین گازی

پروژه آماده متلب موتور توربین گازی از لحاظ نظری بسیار ساده است. این توربین‌ها از سه بخش اصلی تشکیل شده‌اند:

1. کمپرسور: هوای ورودی به سیستم در کمپرسور فشرده می‌شود و فشار آن افزایش می‌یابد.
2. ناحیه احتراق: در این ناحیه هوا و سوخت با یکدیگر مخلوط می‌شوند و گازِ پرفشار با سرعت زیاد و دمای بسیار بالا تولید می‌شود.
3. توربین: توربین، انرژی را از گازِ پرفشارِ جاری و با سرعت بالا در محفظه احتراق دریافت می‌کند.

فیلم آموزش مقدماتی نرم افزار GasTurb برای تحلیل و محاسبه عملکرد توربین گازی در فرادرس

کلیک کنید

کمپرسور چیست ؟

نخستین بخش در توربین گازی کمپرسور نام دارد. پره‌های ساکن و چرخان به صورت چندین ردیف در کمپرسور قرار گرفته‌اند. هوا از محیط اطراف از طریق کمپرسور وارد توربین گازی می‌شود. کمپرسورها فشار هوای ورودی را قبل از ورود به محفظه احتراق افزایش می‌دهند. پره‌های چرخان سبب افزایش شتاب هوای ورودی در راستای محوری و محیطی می‌شوند. اما پره‌های ساکن، تغییر مسیر هوای ورودی را کنترل می‌کنند. پره‌های ساکن و چرخان در کنار یکدیگر جریانی پیوسته از هوای فشرده ایجاد می‌کنند.

در حالت کلی، کمپرسورهای استفاده شده در توربین‌های گازی به دو دسته تقسیم می‌شوند:

• کمپرسورهای محوری: هوای ورودی به این کمپرسورها موازی محور چرخش حرکت می‌کند.
• کمپرسورهای گریز از مرکز: در این کمپرسورها، هوای ورودی در راستای عمود بر محور چرخش حرکت می‌کند. از این کمپرسورها در موتورهای جت‌های اولیه استفاده می‌شد.

پروژه آماده متلب سوالی که ممکن است مطرح شود آن است که چرا در ساخت هواپیماهای اولیه از کمپرسورهای گریز از مرکز استفاده می‌شد و سال‌ها بعد کمپرسورهای محوری جایگزین آن‌ها شدند. کمپرسور گریز از مرکزِ متوسط و تک مرحله‌ای می‌تواند فشار هوای ورودی به توربین را تا ۴ برابر افزایش دهد. در مقابل، کمپرسور محوری متوسط و تک مرحله‌ای، تنها می‌تواند فشار هوا را تا ۱/۲ برابر افزایش می‌دهد. اما اتصال چند مرحله با یکدیگر و ساخت کمپرسور محوری چند مرحله‌ای بسیار آسان است. در کمپرسور چند مرحله‌ای، فشار هوا از سطری به سطر دیگر چند برابر می‌شود. توجه به این نکته مهم است که تولید کمپرسور گریز از مرکز چند مرحله‌ای بسیار سخت است، زیرا جریان هوا باید در هر مرحله به سمت محور هدایت شود.

توربین، نوعی موتور تخصصی چرخان می‌باشد که توانایی این را دارد که از یک سیال، انرژی دلخواه استخراج و تولید کند. کلمه‌ی توربین برای اولین مرتبه توسط کلود بوردین (Claude Burdin)، دانشمند و مهندس فرانسوی قرن هجدهم و نوزدهم میلادی، در سال ۱۸۲۸ پدیدار گشت که در اصل از یک واژه‌ی یونانی در معنای چرخان یا سرگردان برگرفته است. در این مقاله به صورت کلی به آشنایی با توربین های گازی می‌پردازیم.

ساده‌ترین انواع توربین‌ها به طور کلی شامل یک بخش چرخان و شماری پره می‌باشند که به قسمت اصلی توربین متصل شده‌ است. سیال به پره‌های مجموعه اصابت کرده و به این صورت از بخشی از انرژی ناشی از حرکت آن برای متحرک ساختن توربین استفاده می‌کند. از نخستین توربین‌ها می‌شود به آسیاب های بادی و یا آبی اشاره کرد.

پروژه آماده متلب توربین‌های گاز، بخار و آب معمولاً دارای یک پوشش محافظتی در قسمت‌های اطراف پره‌هایشان می‌باشند که مسئول کنترل کردن سیال هستند. پوشش‌ها و پره‌ها می‌توانند دارای اشکال مختلف هندسی باشند که با توجه به نوع توربین و کاربرد آن یا نوع سیال و بازده، هر کدام دارای تفاوت‌هایی می‌باشد. در این مقاله به صورت کلی به آشنایی با توربین های گازی می‌پردازیم.

به طور کلی مراحل کار اکثر انواع توربین‌ها کاملاً برعکس پروسه‌های کار یک موتور یا پنکه است. در پنکه‌ها انرژی الکتریسیته طی فرایندهایی به انرژی مکانیکی تبدیل و باعث چرخش پره می‌شود. اما در توربین‌ها، برخلاف پنکه چرخش پره‌ها باعث می‌شود انرژی جنبشی سیال (مثلا باد) به انرژی مکانیکی تبدیل شود، سپس با پروسه‌های تخصصی به الکتریسیته تبدیل گردد. سیال به پره‌ها اصابت کرده و آن‌ها را به چرخش در‌می‌آورد. چرخیدن پره‌ها موجب چرخش محور اصلی توربین گشته که این میله متصل به یک ژنراتور برق است. چرخیدن این ژنراتور موجب تولید برق متناوب می‌شود.

توربین گازی یک نوع موتور درون‌سوز از گونه ماشین‌های تجهیزات دوار می‌باشد که بر پایه‌ی انرژی‌های گازهای متساعد و تولید شده از احتراق سوخت‌های مختلف عمل می‌کند. به صورت اصلی کاربرد آن در نیروگاه‌های سوخت فسیلی است اما در موتورهای بالگردها، موتورهای بعضی هواپیماهای مسافری، موتورهای هواپیماهای جنگنده و موتورهای توربینی برخی از انواع کشتی‌ها نیز نسخه‌هایی از توربین‌های گازی استفاده می‌شوند.

پروژه آماده متلبدر هر توربین گازی یک کمپرسور به جهت فشرده سازی هوا، یک محفظه احتراق به جهت مخلوط کردن سوخت با هوا و احتراق آن و یک توربین برای تبدیل انرژی‌های درونی گازهای داغ و فشار بالا به انرژی مکانیکی است. قسمتی از انرژی مکانیکی تولیدی در توربین، در چرخاندن کمپرسور کمپرسور توربین گازی مصرف شده و بقیه‌ی انرژی تولید شده، با توجه به کاربرد در نظر گرفته شده برای توربین گازی، امکان دارد موجب چرخش مولد الکتریکی شود (توربوژنراتور)، در سرعت دادن به هوا نقش داشته باشد (توربوفن و توربوجت) یا به صورت مستقیم به همان صورت تولیدی مصرف شود (توربوفن، توربوپراپ و توربوشفت). یکی از مهم‌ترین کاربردهای توربین‌های گازی، استفاده در پیشرانه توربین گازی خودرو و یا خودروهای زره‌پوش نظامی در نیروهای مسلح می‌باشد.پروژه آماده متلب  خوشبختانه در سال‌های اخیر شاهد پیشرفت چشمگیر و سریع موتور توربین گازی بودیم که روزانه به کاربری‌های آن‌ها افزوده می‌شود.

خروجی متلب: