طراحی و ساخت دستگاه آزمونگر محفظه احتراق توربین گاز

جمعی از دانشجویان دانشگاه صنعتی امیرکبیر به راهنمایی صادق تابع جماعت و با ارائه پروژه « طراحی و ساخت دستگاه آزمونگر محفظه احتراق توربین گاز» موفق به کسب رتبه نخست پژوهش های کاربردی نوزدهمین جشنواره جوان خوارزمی در گروه مکانیک شدند.

این طرح کاربردی به همت مسعود عیدی عطارزاده و با همکاری بنیامین کنکاشور، محمدمهدی بالزده، امیرحسین عظیمی، مجید آقایاری و سیدمحمدرضا سادات اخوی به انجام رسیده است.
مجری این طرح پژوهشی درباره ویژگی های این محصول کاربردی توضیح داد: توربین گاز نقشی حیاتی‌ در تولید توان برای مصارف گوناگون داشته و ایران برای دستیابی به دانش و فناوری طراحی و ساخت آن سرمایه‌گذاری عظیمی کرده است.
مسعود عیدی عطارزاده افزود: یکی از اجزای اصلی توربین گاز، محفظه احتراق آن به شمار می آید و طراحی محفظه احتراق نیازمند ملاحظات خاص مدلسازی و آزمون‌های تجربی است.
به گفته وی، یک محفظه احتراق کارآمد باید بتواند سوخت و هوا را با نسبتی مناسب و به طور کامل مخلوط کرده و شعله‌ای پایدار ایجاد کند و علاوه بر این، توزیع دمای گازها درون محفظه و خروجی از آن، ترکیب گازهای خروجی و توزیع دمای جداره محفظه باید در محدوده‌ مشخصی باشد.
عطارزاده ادامه داد: به منظور رسیدن به این اهداف، لازم است تا پیش، حین و پس از طراحی محفظه احتراق، آزمایش‌های تجربی و عددی مختلفی صورت پذیرد.
وی توضیح داد: آزمایش‌های پیش از طراحی مربوط به تولید بانک اطلاعاتی لازم جهت استفاده در فرایند طراحی است و حین فرایند طراحی، لازم است تا سامانه‌های مختلف محفظه احتراق به دو صورت مستقل و مونتاژشده مورد آزمایش قرار گیرند.
عطارزاده یادآور شد: در این طرح، به منظور ایجاد امکان آزمایش محفظه احتراق، یک دستگاه آزمونگر محفظه احتراق توربین گاز طراحی و ساخته شده است.
وی افزود: از این آزمونگر می‌توان به منظور بررسی اثر تغییرات هندسی بر روی عملکرد محفظه احتراق، استخراج نقشه‌ اشتعال‌پذیری و پایداری، بررسی ترکیب گازهای خروجی، توزیع دمای گازهای خروجی، دمای گازهای درون محفظه احتراق، دمای جداره‌ محفظه‌ و افت فشار محفظه احتراق استفاده کرد.
این دانشجوی جوان گفت: آزمونگر ساخته شده، قادر به آزمایش محفظه احتراق تا حداکثر دبی هوا ۸۰۰ مترمکعب بر ساعت بوده و قابلیت پیش‌گرم کردن هوای ورودی به محفظه تا حداکثر دمای ۱۰۰۰ کلوین را دارد و این آزمونگر قادر به انجام آزمایش با انواع سوخت‌های مایع، گاز طبیعی و LPG است.
وی تصریح کرد: در این آزمونگر امکان نصب یک قطاع تک انژکتوره محفظه احتراق حلقوی و یا یک محفظه احتراق لوله ای کامل در مقطع آزمون وجود دارد.
عطارزاده بیان داشت: محفظه در شرایط اتمسفریک و دبی هوا و دبی سوخت مختلف آزمایش شده است و علاوه بر این، یک سری کدهای تحلیلی نگاشته شده که با استفاده از آنها، شرایط کاری محفظه احتراق پیش‌بینی شده و با نتایج تجربی مقایسه می‌شود.
وی ادامه داد: یکی از نرم افزارها، امکان محاسبه توزیع دبی هوای ورودی را فراهم می‌کند و دیگری امکان پیش بینی دمای خروجی از محفظه احتراق در شرایط کاری مختلف و توسعه این نرم افزارها امکان استفاده از آنها برای تحلیل عملکرد محفظه احتراق‌های پیشرفته و صنعتی را فراهم می‌کند.
به گفته این محقق جوان برگزیده، تاکنون بر روی این آزمونگر ۲ عدد محفظه احتراق تست شده که یکی محفظه احتراق صنعتی و دیگری محفظه احتراق تحقیقاتی است.
وی تاکید کرد: دستگاهی که توسط ما طراحی و ساخته شده، نمونه نیمه صنعتی است و برای جهت کاربردهای صنعتی نیاز به سرمایه گذاری داریم.
عطارزاده از معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری و بخش خصوصی درخواست کرد برای ساخت نمونه صنعتی این دستگاه که مورد نیاز صنایع کشور است، سرمایه گذاری کنند و اظهار داشت: شرکت های سازنده توربین گاز در صورت پشتیبانی از ما، امکان بهره مندی از خدمات و توسعه بانک اطلاعاتی لازم برای طراحی محفظه احتراق را خواهند داشت.

فارس/روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر