بررسي عملكرد يك سيكل توربين‌گاز مجهز به يك موتور استرلينگ نوع دوطرفه در يك واحد توليد توان

Performance analysis a gas turbine cycle equipped with a double acting type stirling engine in a power generating unit

هدف از اين تحقيق، بررسي عملكرد يك سيكل توربين‌گاز مجهز به يك موتور استرلينگ از ديدگاه ترموديناميكي است. در اين سيستم، بخشي از حرارت خروجي تلف‌شده از توربين‌گاز براي توليد توان بيشتر به يك موتور استرلينگ انتقال داده مي‌شود. در تحليل سيستم پيشنهادي، معادلات حاكم بر سيكل هيبريدي در نرم‌افزار مطلب مدل‌سازي شده و براي حل موتور استرلينگ نيز از مدل‌هاي اشميت و آدياباتيك ايدئال استفاده شده است. در بررسي كل سيكل هيبريدي نسبت فشار كمپرسور و دماي گازهاي ورودي به توربين دو پارامتر اساسي و تأثيرگذاري هستند كه در اين تحقيق مورد بررسي قرار گرفته‌اند. نتايج تحقيق نشان مي‌دهد كه كاهش نسبت فشار كمپرسور و افزايش دماي گازهاي ورودي به توربين موجب بهبود عملكرد موتور استرلينگ مي‌شود. بررسي‌ها نشان مي‌دهد كه استفاده از سيكل هيبريدي توربين‌گاز و موتور استرلينگ موجب افزايش توان توربين‌گاز از 268 كيلووات به 468/6 كيلووات بر اساس مدل اشميت و 457/3 كيلووات بر اساس مدل آدياباتيك ايدئال مي‌شود. از سوي ديگر بازده الكتريكي سيستم نيز با استفاده از سيستم هيبريدي تا حدود 18/1% بر اساس مدل اشميت و حدود 17/1% بر اساس مدل آدياباتيك ايدئال افزايش پيدا مي‌كند.

The aim of this study is to investigate the performance of a gas turbine cycle equipped with a Stirling engine from the thermodynamic point of view. In this system, part of the heat loss from the gas turbine is transmitted to a Stirling engine to generate more power. In the proposed system analysis, the governing equations of the hybrid cycle are modeled in MATLAB software and Schmidt and ideal adiabatic models are used to solve the Stirling engine. In the analysis of the hybrid cycle, the compressor pressure ratio and turbine inlet temperature were considered as two Important and effective parameters. The results show that reducing the compressor pressure ratio and increasing the turbine inlet temperature improves the performance of the Stirling engine. The results indicate that the use of the hybrid gas turbine cycle and the Stirling engine will increase the power of the gas turbine from 268 kW to 468.6 kW based on the Schmidt model and 457.3 kW based on the ideal adiabatic model. Also, the electrical efficiency of the system increases by 18.1% based on the Schmidt model and about 17.1% based on the ideal adiabatic model.