طراحي ترموديناميكي يك توربين قدرت جهت استفاده در فرآيند تبديل يك موتور توربوجت به توربوشفت

Thermodynamic Design of a Power Turbine for Using in Conversion Process of a Turbojet Engine to a Turbo-shaft Engine

در اين مقاله، مراحل طراحي ترموديناميكي يك توربين قدرت جريان محوري براي تبديل يك موتور توربوجت موجود به موتور توربوشفت ارايه شده است. اين كار با جايگزيني نازل خروجي موتور توربوجت با يك توربين قدرت جريان محوري انجام شده است. مدل سازي توربين مورد نظر بر مبناي مدل اينلي ماتيسون، صورت گرفته و صحت نتايج به‌دست‌آمده از مدل اينلي ماتيسون، به‌كمك نرم افزارهاي شبيه‌سازي سه‌بعدي و داده‌هاي تجربي موجود، ارزيابي شده است. عملكرد توربين طراحي شده در چند زاويه حمله متفاوت براي پره‌هاي متحرك و ثابت بررسي شده است. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهد كه توربين در زاويه حمله 8- درجه براي پره‌هاي متحرك و زاويه حمله 3- درجه براي پره‌هاي ثابت كمترين تلفات و بيشترين بازده را دارد.

In this paper, thermodynamic design of an axial flow power turbine for converting an existing turbojet to a turbo-shaft engine is presented. The exhaust nozzle of the turbojet is replaced by an axial flow power turbine. The turbine model is developed, based on Ainley-Mathieson model. The results of Ainley-Mathieson model were verified, using a 3D simulation and existing experimental data. The turbine performance was investigated for several blade angles of attack. Results show that the turbine stage has a minimum loss and a maximum efficiency, when angles of attack are -3 degrees for stator and -8 degrees for rotor blades.