एप्लाइड मैकेनिकल इंजीनियरिंग जर्नल

अमूर्त

टर्बाइन और कंप्रेसर ब्लेड स्टैगर कोण को समायोजित करके ऑफ-डिज़ाइन ऑपरेशन के दौरान गैस टर्बाइन की दक्षता में सुधार करना

शोबेइरी एमटी

सामान्य रूप से गैस टर्बाइन और विशेष रूप से विमान इंजन अक्सर गतिशील संचालन से गुजरते हैं। इन संचालनों में नियमित स्टार्ट-अप, लोड परिवर्तन और शट डाउन शामिल हैं, जो उनके संचालन लिफाफे को कवर करते हैं। गतिशील संचालन की आवृत्ति इंजन के आकार और अनुप्रयोग के क्षेत्र पर निर्भर करती है। कम्यूटर एयरक्राफ्ट और विशेष रूप से हेलीकॉप्टर इंजन के इंजन बड़े वाणिज्यिक विमान इंजन और बिजली उत्पादन गैस टर्बाइन की तुलना में अधिक बार ऑफ-डिज़ाइन मोड में काम करते हैं। इन नियमित संचालनों के दौरान, कंप्रेसर द्रव्यमान प्रवाह, दबाव अनुपात, दहन कक्ष ईंधन और वायु द्रव्यमान प्रवाह के साथ-साथ टरबाइन द्रव्यमान प्रवाह में भी परिवर्तन होता है। ये परिवर्तन इंजन वायुगतिकीय प्रदर्शन और इसकी दक्षता को प्रभावित करते हैं। घूर्णन स्टॉल और उछाल की शुरुआत से बचने के लिए, उच्च प्रदर्शन गैस टर्बाइन ऐसे तंत्रों से लैस होते हैं जो स्टेटर स्टैगर कोणों को समायोजित करते हैं, इस प्रकार स्टेटर निकास प्रवाह कोण को रोटर इनलेट कोण से संरेखित करते हैं, जो अत्यधिक घटना को कम करता है। घटना कोण में कमी न केवल कंप्रेसर के स्थिर संचालन को संरक्षित करती है, बल्कि यह कंप्रेसर दक्षता को खराब होने से भी रोकती है। एक अंतर्निहित सकारात्मक दबाव ढाल का अस्तित्व कंप्रेसर ब्लेड पर सीमा परत पृथक्करण का कारण बन सकता है जिससे घूर्णन स्टॉल और उछाल होता है। हालाँकि, ऐसी स्थिति टरबाइन में मौजूद नहीं होती है, और इसलिए, टरबाइन घटक पर ब्लेड समायोजन विधि को लागू करने का कोई बाध्यकारी कारण नहीं है। इस पत्र में पहली बार संचालन के दौरान गैस टरबाइन की दक्षता पर टरबाइन ब्लेड स्टैगर कोण समायोजन के प्रभाव को दिखाया गया है। सांख्यिकीय रूप से वितरित लोड की स्थिति को देखते हुए, इस पत्र में रिपोर्ट किए गए व्यापक गतिशील सिमुलेशन से पता चलता है कि उचित ब्लेड समायोजन के माध्यम से दक्षता को सकारात्मक रूप से कैसे प्रभावित किया जा सकता है। समय पर निर्भर संचालन के लिए, लेखक द्वारा विकसित कोड GETRAN को समय के एक फंक्शन के रूप में टरबाइन ब्लेड समायोजन को शामिल करने के लिए बढ़ाया गया था। एक गतिशील संचालन के दौरान टरबाइन स्टेटर स्टैगर कोण समायोजन के साथ गतिशील सिमुलेशन का संचालन करने के लिए, ब्राउन बोवेरी जीटी-9 गैस टरबाइन की पूरी ज्यामिति का उपयोग किया गया था।