تحلیل پارامتریک رفتار غیردائمی یک موتور توربوجت بر مبنای مدلسازی غیرخطی ائروترمودینامیکی

پژوهش حاضر به تحلیل پارامتریک رفتار گذرای یک موتور توربوجت بر مبنای مدلسازی غیردائمی و مبتنی بر معادلات ائروترمودینامیکی حاکم می‌پردازد. مدل دینامیکی مورد نظر در محیط سیمولینک نرم‌ افزار متلب توسعه یافته است. از مجموع عوامل مؤثر بر عملکرد گذرا، سه عامل مهم شامل دینامیک شفت، دینامیک حجم و دینامیک انتقال حرارت در مدل مورد نظر گنجانده شده است. جهت اعتبارسنجی، نتایج مدل شامل تغییرات میزان دور موتور، نیروی پیشرانش و دمای گازهای خروجی از محفظة احتراق و توربین در یک عملیات شتاب معکوس (از 100 تا 70 درصد دور نقطة طراحی)، با نتایج حاصل از نرم‌افزار شبیه‌سازی توربین گاز یا اصطلاحاً جی. اس. پی.مقایسه شده است. نتایج حاکی از توانایی بالای مدل در شبیه‌سازی عملکرد گذرا می‌باشد، به‌نحوی‌که بیشینة درصد خطا کمتر از 4 درصد در میزان نیروی جلوبرندگی می‌باشد. سپس در بررسی پاسخ گذرا، عملیات افزایش دور موتور با سه نرخ متفاوت افزایش میزان مصرف سوخت، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش نرخ مصرف سوخت، نگرانی‌های عملکردی مانند فرارفت دما جریان در ورود به توربین و نیز احتمال وقوع پدیدة سرج در کمپرسور تشدید می‌شود. به‌گونه‌ای که در مدل حاضر شتاب‌دهی در مدت 2/5 ثانیه می‌تواند دمای ورود به توربین را تا حدود 21 کلوین افزایش دهد.