Performance Analysis of a 50㎾ Turbo-Generator Gas Turbine Engine with a Recuperator

리큐퍼레이터를 고려한 50KW급 터보제너레이터 가스터빈 엔진의 성능해석

Performance analysis of a 50KW turbo-generator gas turbine engine with a recuperator was studied. Recuperated cycle has been employed to meet maximum fuel economy and ultra low emissions especially for military and vehicular engines. From thermodynamic stand point, it is known that recuperative cycle can contribute most to enhance thermal cycle efficiency for the Pressure ratios under 10 and of comparatively low turbine inlet temperature. Efficiency of a simple cycle with a recuperator increases relatively about 30% than without one at effectiveness of 0.5. Pressure losses in the heat exchanger less than 5.2% is considered in the design process. A tubular type heat exchanger is selected for this particular engine because it can provide simple construction as well as structural sturdiness and excellent leak tightness.

50㎾급 터보제너레이터 가스터빈 엔진에 리쿠퍼레이터가 부착되는 경우 성능 변화를 조사하였다. 리쿠퍼레이터는 군사 및 소형 자동차용 엔진에 경제적 연비와 배기가스 저감의 목적으로 많이 적용되어 왔다. 열역학적 관점에서 볼 때 재생사이클은 압축비 10이하 및 비교적 낮은 터빈 입구온도에서 사이클의 효율 상승에 기여하는 바가 큰 것으로 나타난다. 1축단순사이클 터보제너레이터 가스터빈 엔진에 리쿠퍼레이터를 부착하는 경우 리쿠퍼레이터 효율 $\varepsilon$ = 0.5에서 엔진의 효율은 상대적으로 약 30% 증가하는 것으로 나타났고 이때 열교환기내의 압력 손실은 5.2%로 설계하였다. 용이한 제작, 구조적 견고성, 최소의 누출 둥의 장점으로 튜브형의 열교환 시스템이 본 가스터빈 엔진에 적합한 것으로 판단되었다.