Simulation of the intercooler and regenerative cycle on the gas turbine performance
Intercooler ve rejeneratif döngüsünün gaz türbini performansında simülasyonu
- Tez No: 664837
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ HAKAN KAYGUSUZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Kimya Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Chemistry, Chemical Engineering, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Altınbaş Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 79
Özet
Bu çalışma, olağanüstü performans ölçümleri için optimize edilmiş gaz türbini mimarilerinin kapsamını genişletmek için yapılan inceleme ve analizi sunmaktadır. İş rejeneratif döngüleri (toplu yanmalı) gaz türbini motorunun verimliliğini optimize etmek için evrimsel algoritmanın sistematik yaklaşımını uyguladık. Daha sonra bu araştırmayı sabit akışlı yanmaya çevirdik ve elektriğin gaz trubin yoluyla gerilmesi için iç ve dış ısı transferi modları ekledik. Bu tez çalışmasında ara soğutucu ve rejeneratifin gaz türbini performansı üzerindeki etkisinin eklenmesiyle sürekli akışlı yanma optimizasyonu tamamlanmıştır. Rejeneratif çevrimler şeklinde kısıtlanmış bir güç dönüşümü daha sonra sabit akışlı yanma gazı türbin motoruna tanıtıldı ve güç aktarımı için optimize edildi. Bir rejeneratif ve harici ara soğutma transferleri, serbestlik dereceleri olarak eklenmiştir. Sonuçta geri besleme ve ileri beslemeli ısı transferi, sistem verimliliğini artırmada yardımcı olmadı. Uygulama, Matlab R2019a'da depodan açık kaynaklı bir veri kümesinin eğitilmesi ve test edilmesiyle gerçekleştirildi. Bu tez, sistematik termodinamik yaklaşımla henüz çalışılmamış birleşik döngü türü olan rejeneratif döngüler üzerine tamamen yeni bir araştırma kullanır. Bununla birlikte, gaz türbini ile optimum ısı üretimi ile ilgili en son sonuçlar, rejeneratif döngülerin genel optimal mimari peyzajına nasıl uyduğuna dair bir fikir vermektedir. Yenileyici döngünün mevcut eşmerkezli döngülerden daha verimli olmasının ana nedeninin yanma sırasında tersinmezliği azaltan mimari değişikliklerden kaynaklandığını gözlemledik. Bu nedenle, rejeneratif döngülerin, ara soğutma işlemi için yanma kullanan bir kombine gaz / hava döngüsünün verimlilik performansı üzerinde yaklaşık bir üst sınır görevi görmesi makul görünmektedir. Rejeneratif döngünün performansı oldukça karmaşıktır, ancak karışık hava / gaz versiyonu neredeyse aynı derecede verimli ve daha basittir. Taranmış rejeneratif çevrim bitkilerinin fiziksel ayak izine hakim olma eğiliminde olan hiçbir rejenerasyon yoktur. Bu nedenle, rejeneratif döngü potansiyel olarak daha geniş kapasite taleplerini karşılayacak şekilde inşa edilebilir. Öte yandan, optimize edilmiş rejeneratif döngü, daha az geleneksel bir yanma stratejisini ve daha fazla cihazla ara soğutmayı içerir.
Özet (Çeviri)
This work presents the investigation and analysis made in expanding the scope of optimized gas turbine architectures for the extra-ordinary performance measures. We applied the systematic approach of evolutionary algorithm to optimizing the efficiency of work-regenerative cycles (batch-combustion) gas turbine engine. Then we translated this research to steady-flow combustion and added internal and external modes of heat transfer for the gerenation of electricity through gas trubine. In this dissertation, the steady-flow combustion optimization is completed with the addition of effect the intercooler and regenerative on the gas turbine performance. A restrained power transformation, in the form of regenerative cycles, were then introduced to the steady-flow combustion gas turbine engine and optimized for power transfer. A regenerative and external intercooling transfers were added as degrees of freedom. Ultimately feed-back and feed-forward heat transfer was not helpful in improving the system efficiency. The implementation was performed on Matlab R2019a by training and testing an open source dataset from repository. This thesis uses a complete new research on regenerative cycles in which type of combined cycle has not yet been studied with the systematic thermodynamic approach. However, the most recent results regarding optimal heat generation with gas turbine give some intuition of how regenerative cycles fit into the overall optimal architecture landscape. We observed that the main reason the regenerative cycle is more efficient than existing concentric cycles is due to the architectural changes that reduce irreversibility during combustion. Thus, it seems reasonable that the regenerative cycles serves as an approximate upper bound on the efficiency performance of a combined gas/air cycle using combustion for intercooling process. The performance of the regenerative cycle is fairly complex, but the mixed air/gas version is nearly as efficient and simpler. There is no regeneration, which tends to dominate the physical footprint of cominbed regenerative cycle plants. Thus, the regenerative cycle could potentially be built to meet a wider range of capacity demands. On the other hand, the optimized regenerative cycle involves a less-conventional combustion strategy and intercooling with more devices.
Benzer Tezler
- Çift girişli türbinli ve tahliyeli aşırı doldurma sistemi korelasyonu ve prototipler için optimizasyonu
Investigation of twin-scroll turbine in turborchargers and using of wastegate system effects
HÜSEYİN BERK ÖZCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN AKIN KUTLAR
- Modelling and simulation of conventional turbocharged and electrically assisted turbocharged automotive diesel engine
Geleneksel turboşarjlı ve elektrik destekli turboşarjlı otomotiv dizel motoru modellenmesi ve similasyonu
TAYFUN ÖZGÜR
Doktora
İngilizce
2015
Makine MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADİR AYDIN
- 3 LT dizel motorun çift kademeli turboşarj sisteminden tek kademeli turboşarj sistemine dönüştürülmesi
Investigation and optimization of the engine parameters when switching to single turbocharger from bi-turbocharger in the 3L V6 engine
VEYSEL TEKÇE
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HİKMET ARSLAN
- Effects of variable valve timing on the exhaust thermal management of a turbocharged & intercooled diesel engine
Değişken valf zamanlamasının türboşarjlı & arasoğutuculu bir dizel motorun egzoz ısıl yönetimi üzerindeki etkileri
HASAN ÜSTÜN BAŞARAN
Doktora
İngilizce
2016
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN AZMİ ÖZSOYSAL
- Önden motorlu araçlarda aktif grıll kapatma sistemleri geliştirilmesi
Active grille shutter systems development of front engine vehicles
KORAY ERDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALP TEKİN ERGENÇ