شبیه‌سازی کاربرد محفظۀ احتراق ثانویۀ موتور توربوفن در خارج از نقطۀ طراحی

Abstract

هدف اصلی از انجام پژوهش حاضر تحلیل پارامترهای عملکردی و شبیه‌سازی موتور توربوفن پی دبلیو 615 اف، در دو حالت با محفظۀ احتراق ثانویه و بدون آن می‌باشد و برای اعتبارسنجی آن از نرم‌افزار تجاری گس‌ترب و جی‌اس‌پی استفاده شده است. درواقع سیستم پیش‌رانش در تعیین مأموریت و رژیم پروازی وسیلۀ پرنده، اهمیت به‌سزایی دارد. این سیستم، تأمین‌کنندۀ نیروی رانش یک هواپیما می‌باشد. درابتدا یک موتور توربینی انتخاب و سپس شبیه‌سازی می‌شود که بتواند تراستی معادل 35/6 کیلونیوتن تولید نماید. درادامه، روشی برای تحلیل عملکرد نقطۀ طراحی و نقاط خارج از طرح موتورهای توربوفن دو‌محورۀ جریان مخلوط‌نشده ارائه شده است؛ همچنین ابزاری براساس روش مقیاس به‌منظور تولید منحنی مشخصۀ کمپرسور و فن ارائه شده است. به‌منظور مدل‌سازی عملکرد موتور از روش‌ حلقه‌های تودرتو استفاده شده است. عملکرد اجزای موتور با بهره‌گیری از نمودارهای عملکرد، معادلات ترمودینامیکی و دینامیک گازی مدل شده است. باتوجه به این‌که روند مدل‌سازی ریاضی موتورهای دو‌محوره تاحدودی پیچیده است، در ابتدا روند شبیه‌سازی موتورهای دو‌محوره ارائه شده است و درادامه عملکرد یک موتور توربوفن دو‌محورۀ جریان مخلوط‌نشده در نقطۀ طراحی و نقاط خارج از طراحی ارائه شده است و نمودارهای حاصل مورد بررسی قرار گرفته‌اند. نتایج نشان می‌دهد، سیکل‌هایی که از وجود محفظۀ احتراق ثانویه سود می‌برند به‌طور چشم‌گیری موجب افزایش تراست ویژه، کاهش آلاینده‌های خروجی از محفظۀ احتراق اصلی و افزایش کار خروجی مخصوص از توربین کم‌فشار می‌شوند.

Keywords

• موتور توربوفن
• عملکرد نقطۀ طراحی
• روش مقیاس
• عملکرد خارج از نقطۀ طراحی