Mikro-gaz türbin çevriminin simülasyonu ve sistem komponentlerinin optimizasyonu

Abstract

Son yıllarda, günümüzdeki ağır bataryaların yerini alacak hafif ve kompakt bir güç kaynağı geliştirilmesi yönünde çalışmalar devam etmektedir. Güç üretimi için mikro-gaz türbinlerinden faydalanma üzerine artan ilgi, bu sistemlerin geniş bir aralıkta işletme şartlarını sağlayabilmesi için, araştırmacıları çok etkin sistemler tasarlamaya yönlendirmektedir. Mikro güç üretim sistemlerini önemli kılan neden, yakıt bazlı güç üretim sistemlerinin hala en iyi şarj edilebilir güç üretim sistemlerinden 100 kat daha fazla enerji yoğunluğu içermesidir. Yakıt pillerinden beklenen yüksek verim iken mikro gaz türbinlerinden umulan yüksek güç yoğunluğunu sunmasıdır. Bu çalışmada, bir mikro gaz türbininin, belirli termal ve mekanik yüklemeler altında çalışma durumu bir benzetim programı kullanarak incelenmiştir ayrıca komponent geometrilerinin multidisipliner optimizasyon sonucu elde edilmesi anlatılmıştır.

Recently, developing a light-weight and compact power source to replace the nowadays heavy batteries is underway. The increasing interest in the micro-gas turbine utilization for power generation solicits the researchers to define the most effective systems for ensuring satisfactory operation within a wide range of operating conditions. The energy density of most fuel types is still 100 times higher than that of the best rechargeable batteries, which makes the use of a fuel-based micro power unit interesting. While fuel cells are expected to offer the highest efficiency, micro gas turbines are expected to offer the highest power density. In this article, operating conditions of a micro-gas turbine under certain thermal and mechanical loads are investigated using a simulation tool and obtaining of the blade geometries by means of multidisciplinary optimization is presented.