Turbomachines design and performance evaluation of 30 kilowatts micro gas turbine generator

Turbomachines design and performance evaluation of 30 KW micro gas turbine generator

การออกแบบเครื่องจักรกลเทอร์โบและการประเมินสมรรถนะเครื่องกังหันก๊าซผลิตไฟฟ้าขนาด 30 กิโลวัตต์

Name: Thanate Sangsawangmatum.

LCSH: Gas-turbines -- Design and construction.

LCSH: Electric power production.

Abstract: The need of electrical power is still growing explosively in most parts of the world including Thailand. Although, the electric power from a large power plant is in Megawatts, the electric energy insufficient crisis still occurs. An alternative way to generate electricity with a microturbine is motivating because of their major attributes include low emissions, multi-fuel capability, compact size, high reliability, and low maintenance. Basically, the micro gas turbine operates under Brayton cycle and consists of three main components that are compressor, turbine, and combustion chamber. A recuperator is included in the cycle in pursuance of increasing efficiency. Since the high performance micro gas turbine originates from the outstanding design of turbomachinery. Therefore, the turbomachinery design configuration is an important part that needs to be considered in order to develop the high performance micro gas turbine generator. This dissertation aims to investigate for an optimum design of turbomachinery for 30 kilowatts micro gas turbine generator based on the theory of thermodynamics, fluid mechanics and component matching. The computational fluid dynamics was applied to visualize flow in the designed component and the numerical solutions obtained from the CFD method were verified against the analytical solution from the designed parameter. The performance curve of turbomachinery was constructed and then developed to the performance curve of micro gas turbine

Abstract: ปัจจุบันความต้องการใช้กำลังไฟฟ้าของประเทศไทยสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง จนเกินขีดความสามารถในการผลิตไฟฟ้าของประเทศ ดังนั้นการผลิตไฟฟ้าจากเชื้อเพลิงทางเลือกจึงเป็นทางออกหนึ่งที่สำคัญและจำเป็นที่จะต้องอาศัยการวิจัยและพัฒนาจนสามารถตอบสนองความต้องการดังที่กล่าวมาได้ การผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยเครื่องกังหันก๊าซ (Micro Gas Turbine Generator) เป็นทางเลือกหนึ่งที่เหมาะสมอันเนื่องจากข้อได้เปรียบหลายประการ อาทิ ขนาดที่กะทัดรัด ความสามารถในการใช้กับเชื้อเพลิงที่หลากหลาย มีระดับการปลดปล่อยมลพิษต่ำ ระบบเสถียรภาพมีความน่าเชื่อถือ และมีระดับการบำรุงรักษาต่ำ นอกจากนี้ยังพบว่าเครื่องกังหันก๊าซ ยังประกอบไปด้วยชิ้นส่วนที่ไม่มากนัก เมื่อเทียบกับกระบวนการในการผลิตไฟฟ้าแบบอื่นๆ การทำงานของเครื่องกังหันก๊าซผลิตไฟฟ้าอยู่ภายใต้วัฏจักรเบย์ตัน โดยมีอากาศเป็นของไหลทำงาน และมีส่วนประกอบหลักคือเครื่องอัดอากาศ เครื่องกังหัน และห้องเผาไหม้ นอกจากนี้การติดตั้งรีคูเพอเรเตอร์ยังเป็นการช่วยเพิ่มประสิทธิภาพให้กับระบบได้อีกทางหนึ่ง โดยการดึงความร้อนจากก๊าซไอเสียมาใช้ใหม่ ดังนั้น จะเห็นได้ว่าการออกแบบเครื่องจักรกลเทอร์โบจึงเป็นตัวแปรสำคัญในการที่จะทำให้เครื่องกังหันก๊าซผลิตไฟฟ้ามีสมรรถนะที่ดี มีประสิทธิภาพสูง มีความเหมาะสมและสามารถทำงานได้ตามเงื่อนไขการทำงานที่กำหนด วัตถุประสงค์ของวิทยานิพนธ์ ฉบับนี้ คือการออกแบบเครื่องจักรกลเทอร์โบที่เหมาะสำหรับเครื่องกังหันก๊าซผลิตไฟฟ้าขนาด 30 กิโลวัตต์โดยอาศัยหลักการทางอุณหพลศาสตร์ พลศาสตร์ของไหล และความเข้ากันได้เพื่อหาจุดทำงานที่เหมาะสม จากนั้น จึงทำการจำลองการไหลภายในเครื่องอัดอากาศและเครื่องกังหันที่ได้ออกแบบโดยอาศัยหลักการทางพลศาสตร์ของไหลเชิงตัวเลข ว่าเป็นไปตามเงื่อนไขการทำงานที่ต้องการหรือไม่ เมื่อออกแบบ ได้ตามเงื่อนไขการทำงานแล้วจึงทำการสร้างเส้นสมรรถนะ (Performance Curve)เพื่อดูการทำงานของเครื่องอัดอากาศและเครื่องกังหันที่ความเร็วรอบคงที่ จากนั้นจึงนำไปทำการสร้างเส้นสมรรถนะของเครื่องกังหันก๊าซต่อไป

King Mongkut's University of Technology North Bangkok. Central Library

Address: BANGKOK

Email: library@kmutnb.ac.th

Name: Udomkiat Nontakaew

Role: thesis advisors.

Email : udomkiat.n@eng.kmutnb.ac.th

Created: 2016

Modified: 2020-09-30

Issued: 2020-09-30

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

eng

DegreeName: Doctor of Philosophy

Level: Doctoral Degree

Descipline: Mechanical Engineering

Grantor: King Mongkut's University of Technology North Bangkok

©copyrights King Mongkut's University of Technology North Bangkok

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	B17181367.pdf	6.94 MB	22	2026-05-26 18:16:01

ใช้เวลา

0.027492 วินาที