دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 57 1 2025 03 21 Study the Effect of Water Injection Upstream of the ‎Compressor of a Gas Microturbine Engine on the Off-design Performance مطالعه‌ی تاثیر تزریق آب در بالادست کمپرسور یک موتور میکروتوربین گازی بر عملکرد خارج از نقطه طراحی 89 104 5744 10.22060/mej.2025.23641.7790 FA فاطمه رحمانی دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران ابوالقاسم مسگرپور طوسی دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران حسین خالقی دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران Journal Article 2024 10 27 One of the disadvantages of microturbines, which are used as combined heat and power units, ‎is the constant ‎ratio of thermal power to electrical power at each operating point. A method that has ‎recently been employed to ‎address this issue and enable a variable thermal-to-electrical power ratio ‎at any rotational speed is water injection ‎into the microturbine. In this study, the Turbec T100 ‎microturbine has been investigated. Initially, the ‎performance of the Turbec T100 was simulated and ‎validated against experimental results. Subsequently, by ‎adding a heat recovery steam generator after ‎the compressor and converting the Turbec T100 into a wet ‎microturbine, the simulation code was ‎upgraded, and the off-design performance of the wet microturbine was ‎simulated. The results ‎indicate that, with water injection, the electrical power and efficiency increase at all ‎rotational speeds, ‎while the thermal power and efficiency decrease. The maximum steam injection rate into the ‎engine ‎at 67,940.67 rpm is 0.03769 kg/s, which leads to a 33% increase in electrical power and a 62% decrease ‎in ‎thermal power. Therefore, by injecting different amounts of steam at each speed, it is possible to ‎achieve a ‎variable electrical-to-thermal power ratio. یکی از معایب میکروتوربین‌‌ها که به عنوان واحد تولید همزمان برق و گرما مورد استفاده قرار می‌گیرند، ‏نسبت ثابت توان حرارتی به توان الکتریکی در هر نقطه ‏عملکردی است. روشی که اخیرا برای حل این مشکل مورد استفاده قرار ‏گرفته است و سبب متغیر شدن نسبت توان حرارتی به توان الکتریکی میکروتوربین در ‏هر دور می‌شود، تزریق ‏آب به میکروتوربین است. در این پژوهش، میکروتوربین توربک ‌تی100 مورد مطالعه قرار گرفته است. ‏در ابتدا عملکرد توربک تی 100 ‏شبیه‌‌سازی شده و با نتایج تجربی اعتبارسنجی شده است و سپس با ‏افزودن یک بازیاب گرمای مولد بخار‏ بعد از کمپرسور و تبدیل توربک تی 100 به ‏میکروتوربین ‏مرطوب، کد شبیه سازی میکروتوربین ارتقا یافته و عملکرد میکروتوربین مرطوب در شرایط خارج از طراحی، شبیه‌سازی شده است. ‏نتایج نشان می‌دهند که با ‏تزریق آب در هر دور توان و راندمان الکتریکی افزایش و توان و راندمان ‏حرارتی کاهش می‌یابند. بیشترین دبی بخار تزریقی به موتور در 67940.67  دور بر دقیقه،  ‏‏0.03769 کیلوگرم بر ثانیه است که ‏سبب افزایش 33 درصدی توان الکتریکی و کاهش62 درصدی توان حرارتی می‌شود. بنابراین با ‏تزریق مقادیر مختلف دبی ‏بخار در هر دور می‌توان نسبت توان الکتریکی به توان حرارتی متغیر را ایجاد ‏کرد. ‏‏ https://mej.aut.ac.ir/article_5744_7f8ef0f628f22d53e3ef9f98e85c1a48.pdf