پروژه آماده: انتخاب یک سیستم خنک سازی توربین گازی - 225 صفحه فایل ورد Word
پیشرفت در موتورهای توربین گاز دارای توان ویژه بالا و بازده بالای پیشرفته نوعاً با افزایش در دمای عملکرد و کل نسبت فشار کمپرسور ارزیابی می شود. رایجترین موتورهای تک چرخه ای با نسبت‌های فشار بالاتر و دماهای گاز افزایش یافته به شکل متناسب می تواند توان بیشتری را با همان اندازه و وزن و بازده سوخت موتور کلی بهتر بدست آورد. موتورهای دارای بهبود دهنده ها از لحاظ ترمودینامیکی از نسبت های فشار بالای کمپرسور, بهره نمی برند. آلیاژهای پیشرفته برای لایه ها نازک توربین می تواند به شکلی ایمن در دماهای فلز کمتر از عمل کرده و آلیاژها برای صفحات و ساختارهای ساکن به محدود می شوند. ولی توربین های گازی مدرن در دماهای ورودی توربین عمل می کنند که در سن بالای این محدوده هاست. همچنین یک تفاوت قابل توجه در دمای عملکردی بین توربین های هواپیمای پیشرفته و توربین های صنعتی وجود دارد. این نتیجه تفاوتهای اصلی در عمر, وزن, کیفیت هوا/ سوخت و محدودیت های مربوط به تابش ها می باشد.
برای موتورهای هوازی پیشرفته, دماهای ورودی پره توربین نزدیک به و نسبت های فشار کمپرسور در حدود 40:1 تبدیل به یک واقعیت شده است. توان ویژه بالا که برای این نوع از موتورها, هدف عمده می باشد, در راستای بهره بالا بدست می‌آید. چنین شرایط اجرایی بطور ذاتی نیازمند نظارت های مرتب موتور و نظارت پیوسته سلامت می باشد.
برای موتورهای صنعتی, الزامات پیشرو, شامل دوام دراز مدت بدون نظارتهای مرتب و تعمیرات کلی می باشد. نوعاً مولفه های صنعتی اصلی حداقل 30000 ساعت بین تعمیرات دوام می آورند و دارای توان بالقوه برای تعمیر گونه ای هستند که میتوان عمر موتور را تا 100000 ساعت توسعه داد. این با عمر مولفه توربین هواپیما که تنها چند هزار ساعت است مقایسه می شود.
این فاکتور و نیز لازم معمول فشار تخلیه کمپرسور که باید کمتر از فشار منبع سوخت خط لوله گاز موجود باشد, به یک مادی ورودی پره توربین تقریباً بالا منتهی می شود. حد TRIT برای یک توربین
گاز صنعتی پیشرفته در دامنه 1260 تا فرمول توسعه می یابد.
مقدمه....................................................................................................................................................1
خنک سازی توربین بعنوان یک تکنولوژی کلیدی برای بهینه سازی موتورهای توربین گازی....................................................................................................................................................7
چالش های خنک سازی برای دماهای پیوسته درحال افزایش گاز ونسبت فشارکمپرسور........................8
تکنیک های خنک سازی استفاده شده متداول.....................................................................................14
تاثیر خنک سازی.................................................................................................................................18
مشکلات خنک سازی..........................................................................................................................22
ترکیب پوشش های حصار حرارتی و خنک سازی..................................................................................30
فرایند بهبود خنک سازی ایرفویل........................................................................................................32
تعریف پارامترهای شباهت انتقال جرم و حرارت اصلی...........................................................................35
کنش متقابل انتقال جرم – حرارت در لایه مرزی ایرفویل.......................................................................36
نقش تشابه در رقابت تجربی حرارت ایرفویل توربین و انتقال جرم.........................................................42
موضوعات انتقال حرارت گذرا و پایدار در بخش داغ موتور.....................................................................44
دمای فلز و تاثیر آن روی عمر اجزای توربین.......................................................................................46
موضوعات مربوط به تغییرمکان های دمایی گذرای روتوربه استاتوروکنترل فاصله نوک آزاد..................48
خنک سازی نازل توربین......................................................................................................................56
تقابل با محفظه احتراق........................................................................................................................58
انتقال حرارت پره..............................................................................................................................65
-خمیدگی......................................................................................................................................69
-تاثیرات ناهمواری..........................................................................................................................74
-اغتشاش.....................................................................................................................................................76
خنک سازی فیلم پره..........................................................................................................................76
-نسبت دمش.................................................................................................................................86
-انحنای سطح................................................................................................................................87
-گرادیان فشار...............................................................................................................................88
-آشفتگی جریان اصلی...................................................................................................................89
-شیارهای خنک سازی فیلم...........................................................................................................91
-تجمع فیلم.................................................................................................................................92
-تاثیر تزریق هوای خنک سازی فیلم روی انتقال حرارت سطح......................................................94
موضوعات خنک سازی دیواره نهایی....................................................................................................95
خنک سازی تیغه توربین...................................................................................................................100
تاثیرات سه بعدی ودورانی روی انتقال حرارت تیغه.............................................................................102
-نیروهای دورانی.........................................................................................................................102
-تاثیرات سه بعدی......................................................................................................................105
پروفایل دمای گاز شعاعی................................................................................................................106
