دانلود پایان نامه : سیستم خنک کاری توربین ها

دانلود پایان نامه : سیستم خنک کاری توربین ها

تعداد صفحات: 200

فرمت فایل: word

دسته بندی:

قیمت: 7000 تومان

تعداد نمایش: 388 نمایش

ارسال توسط:

تاریخ ارسال: 18 مارس 2016

به روز رسانی در: 18 مارس 2016

خرید این محصول:

پس از پرداخت لینک دانلود برای شما نمایش داده می شود.

7000 تومان – خرید

دانلود پایان نامه : سیستم خنک کاری توربین ها

انتخاب يك سيستم خنك سازي توربين گازي
Boris Glezer

راه حل هاي توربين بهينه سازي شده, سان ديگو, كاليفرنيا, U.S.A

اين فصل عمدتاً روي موضوعات انتقال جرم و حرارت تمركز مي يابد چون آنها براي خنك سازي مولفه هاي دستگاه توربين بكار مي روند و انتظار مي رود كه خواننده با اصول مربوطه در اين رشته ها آشنايي داشته باشد. تعدادي از كتابهاي فوق العاده (1-7) در بررسي اين اصول توصيه مي شوند كه شامل Streeter، ديناميك ها يا متغيرهاي سيال Eckert و Drake، تجزيه و تحليل انتقال جرم و حرارت، Incropera و Dewitt، اصول انتقال حرارت و جرم, Rohsenow و Hartnett، كتاب دستي انتقال حرارت, Kays، انتقال جرم و حرارت همرفتي, Schliching، تئوري لايه مرزي، و Shapiro، ديناميك ها و ترموديناميك هاي جريان سيال تراكم پذير

وقتي يك منبع جامع اطلاعات موجود باشد. مولف اين فصل خواننده را به چنين منبعي ارجاع ميدهد؛ با اين وجود وقتي داده ها در صفحات يا مقالات گوناگون پخش شده باشند, مولف سعي مي كند كه اين داده ها را در اين فصل بطور خلاصه بيان نمايد.

a- سرعت صورت

b- بعد خطي در عدد دوراني

  • منطقه مرجع, منطقه حلقوي مسير گاز

Ag – سطح خارجي لايه نازك هوا

 – عدد شناوري

BR,M- سرعت وزش

CP- حرارت ويژه در فشار ثابت

d-قطر هيدروليك

e- ارتفاع آشفته ساز

 -عدد اكرت

g- شتاب گريز از مركز…

.

.

خنك سازي پروانه توربين

در طراحي پروانه هاي توربين خنك شده با هوا تعدادي از فاكتورها بايد بمنظور بدست آوردن يك طرح بهينه در نظر گرفته شود. علاوه بر عملكرد ترموديناميكي موتور ويژه، اين عوامل بايد شامل:

الزامات عمر

شرايط اجرايي ميدان

طرح آيروديناميكي

ويژگي هاي كمبوستور

محدوديت هاي پرتو

سيستم تغذيه خنك ساز

ويژگي هاي ماده

محدوديت هاي هندسي

قابليت توليد و هزينه

انتخاب مفهوم طرح خنك سازي پروانه قوياً تحت تاثير محيط و عمر مولفه مي‌باشد كه در آن موتور كار مي كند. وجود ذرات خارجي در هواي كمپرس شده و مواد شيميايي فرساينده در سوخت و نيز تعداد چرخه هاي حرارتي در عمر مولفه و عملكرد طراحي باعث بروز تصميم هاي خاصي با توجه به مفهوم طراحي انتخاب شده مي شود. مثال هاي مربوط به محدوديت طرح در ارتباط با اين فاكتورهاي، داراي كوچكترين اندازه مجاز سوراخهاي خنك سازي، كاربرد پوشش هاي حصار حرارتي، ناهمواري سطح اتكا كننده خوردگي مورد انتظار بوده و متناسب با تغييرات در ضرايب انتقال حرارت بيروني، حاشيه هاي فشار منبع هواي خنك سازي در فشارهاي جريان نزولي در جايگاههاي تخليه هوا و غير مي‌باشد.

شكل يك ايرفويل توربين كه براي عملكرد آيروديناميكي بهتر انتخاب شده است مي تواند از يك نقطه نظر طرح خنك سازي قابل قبول باشد. محدوديت هاي مرتبط با خنك سازي نيازمند توزيع مجدد ضرايب انتقال حرارت بيروني مي‌باشد و باعث بروز قطر بزرگتر در لبه هدايت كننده, تغيير در توزيع شدت جريان و شكل ايرفويل و حتي تعداد و اندازه ايرفويل مي شود. شكل 10 تحول اين تغييرات را با استفاده از پروانه هاي Rolls Royce بعنوان يك مثال به تصوير مي كشد.

كنش متقابل با كمبوستور

كمبوستورها مسئول توليد نوسان جريان صعودي با شدت و مقياس، بازده دمايي (فاكتور الگو) متفاوت و شرايط مرزي شدت جريان براي پروانه هاي توربين مي باشد. ويژگي هاي پرتو تابي كمبوستور نيز اغلب نقش مهمي را در بارگذاري حرارتي جريان نزولي پروانه ايفا مي كند. ميدان جريان گاز موجود در كمبوستور ورود پروانه توربين مرحله 1 پيچيده بوده و شامل بازده هاي دماي محيطي و پرتويي و آشفتگي جريان آزاد با شدت جريان و مقياس نامعلوم مي باشد. اين پارامتر كه درجه عدم يكنواختي دماي خروجي كمبوستور را شرح مي دهد فاكتور الگو ناميده مي شود:

PF=

 كه در آن

Tgmax بالاترين دماي گاز يافت شده در طرح خروج كمبوستور مي باشد. TIT كه گاهي اوقات CET ناميده مي شود ورودي توربين (يا دماي خروجي كمبوستور) مي باشد

TC دماي تخليه كمبوستور (دماي خروج دكوپراتور براي يك موتور داراي ركوپراتور) مي باشد

اين قابل فهم است كه PF كمتر در يك TIT معين به تاثير خنك سازي كمتر (مقدار كمتر هواي خنك سازي براي همان تكنيك خنك سازي) نياز دارد. PF متعارف بين 15/0 و 3/0 تغيير مي كند بخاطر مشكلات با ارزيابي ها در كمپوستور در حال كار، طراحان اغلب حدس مي زنند كه چه چيزي مي تواند مقياس يا شدت جريان نوساني مناسب باشد.

تكنيك ها براي تلفيق آشفتگي توليد شده در كمپوستور در سيستم هاي طرح انتقال گرما براي چندين سال تحت توسعه بود, ولي نتايج آن محدود است. يك بخش قابل توجه از اطلاعات تجربي براي اين هدف استفاده شده است كه از بكارگيري برنامه هايي حاصل مي شود كه در آن از صفحات تخت بعنوان اقلام آزمون استفاده مي شود. اغلب فرض مي شود كه مقادير شدت نوسان كه براي اين معيارها توليد مي شوند نماينده كمبوستور موتور متعارف مي باشد. تلاش جزئي براي تكثير شدت نوسان و مقياس نوسان ورودي انتقال حرارت توربين بطور همزمان صورت گرفته است.

بعلاوه مانع بزرگي براي مجموعه طرح انتقال حرارت توربين اين بوده است كه جريان هاي صفحه تخت كه بتواند نماينده محيط ميدان جريان ناپيوسته مرتبط با يك مرحله توربين باشد بدست نيامده است. پديده هاي متعدد مزدوج شده اي وجود دارند كه مرتب با ميدان جريان مرحله توربين ناپيوسته مي باشد و نتايج تجربي نشان مي دهد كه تاثيرات آشفتگي جريان، تزريق سيار و خروج آن و كنش متقابل شك به صورت مجزا قابل تفكيك نمي باشد.

داده هاي بسيار محدودي از جريان و ميدان هاي حرارتي براي يك موتور توربين گازي واقعي بخاطر شرايط اجرايي شديد در موتور وجود دارد. در نتيجه توسعه الگوهاي محاسبه اي براي پيش بيني انتقال حرارت در بخش توربين روي شبيه سازي هاي محيط توربين تكيه مي كند. شبيه سازي هاي ايرفويل هاي خنك شده با فيلم در طول دهه قبل بهتر شده و شامل خنك كننده هاي داراي چگالي بالا، ديوارهاي ناهموار و منحني و ايرفويل هاي پيچيده تر از نظر شكل هندسي مي باشد. در طول 10 سال گذشته, تلاش زيادي روي شبيه سازي ويژگي هاي شرايط نوسان جريان اصلي جريان در حال ورود به بخش توربين انجام شده است.

تحقيقات نشان دادده اند كه ستوه داراي آشفتگي بسيار بالا مي تواند باعث افزايش قابل توجه در انتقال حرارت و نشر سريع جت هاي خنك كننده فيلم شود. بسيار از مقالات مرتبط با انتقال حرارت مطرح شده اند كه در خصوص جريان در حال ترك كردن كمبوستور و ورود به توربين مي باشد كه داراي شدت نوسان بسيار بالا با توجه به عدد ذكر شده براي دامنه اي از 6 تا 20% مي باشد.

.

.

آشفتگي جريان اصلي

تحقيقات اوليه روي خنك سازي فيلم همگي تحت شرايط آشفتگي جريان آزاد انجام گرفته است در توربين گازي واقعي، ايرفويل نوسان توليد شده توسط كمبوستور و نيز تاثير ناپيوسته توليد شده توسط لبه هاي گردابي ايرفويل با جريان صعودي را تجربه    مي كند. اين تاثيرات توجه بيشتري را در سالهاي اخير، به خود معطوف داشته است و علت آن اين بوده است كه نتايج به دست آمده كه تحت شرايط كم نوسان به دست آمدند   مي تواند به پيش بيني مهم درباره تاثير خنك سازي فيلم منتهي شود. نوسان جريان آزاد و روند ناپيوسته مي تواند به حفاظت فيلم در يك سطح آسيب وارد كند چون مخلوط سازي بيشتر جريان خنك ساز تزريق شده با جريان اصلي، باعث تاثير خنك سازي فيلم كاهش يافته مي شود. بعلاوه، نوسان جريان آزاد و روند ناپيوسته مي تواند ضرايب انتقال حرارت را افزايش دهد و باعث افزايش بيشتر در انتقال حرارت به سطح شود. داده هاي تجربي نشان مي دهد كه نوسان جريان اصلي افزايش يافته تاثير فيلم را كاهش مي دهد كه اين اغلب به نسبت رمش بستگي دارد. نسبت رمش بهينه براي سطوح نوسان بالا در دامنه گزارش شده براي سطح كم نوسان بيشتر و وسيع تر مي باشد. داده ها نشان      مي دهد كه تاثير فيلم براي نسبت رمش كم در منطقه نزديك به تزريق با افزايش نوسان جريان اصلي تا حد قابل توجهي كاهش مي يابد. اين تاثير در نسبت هاي رمش بالاتر كاهش مي يابد. در جريان نزولي از تزريق، تاثير فيلم با افزايش نوسان براي همه نسبت‌هاي رمش مطالعه شده كاهش مي يابد.

يك بررسي بسيار مهم در موقع براي خنك سازي فيلم از يك ايرفويل تضمين اين مطلب است كه يك حاشيه كافي بين فشار دروني تغذيه كننده هواي خنك سازي فيلم و فشار استاتيك بيروني موضعي در نقطه تزريق فيلم وجود دارد. اين به معني اجتناب از احتمال ورود گاز داغ به ايرفويل مي‌باشد. مقداري كه با آن فشار منبع هواي فيلم از فشار خروج فراتر مي رود, معمولاً تحت عنوان حاشيه جريان پشتي تعريف مي شود.

در ميان ديگر تاثيرات مهم خنك سازي فيلم كه طراح بايد در نظر داشته باشد افت هاي حركتي مرتب با مخلوط كردن خنك ساز با جريان اصلي و تاثير آن روي عملكرد آيروديناميكي توربين وجود دارد. با در نظر گرفتن  پيچيدگي كنش متقابل خنك سازي فيلم با جريان اصلي و تعداد بيشتر فاكتورهاي كه روي تاثير خنك سازي فيلم اثر مي گذارند معتبر سازي داده هاي طراحي خنك سازي فيلم ايرفويل در آبشارهاي توصيه مي شود كه در آنها شكل هندسي، عدد رينولد، عدد mach، تراكم جريان اصلي به خنك ساز و نسبت هاي دما و نوسان جريان اصلي همگي براي بازنمايي شرايط طراحي موتور، شبيه سازي مي شوند. آثار موجود را مي توان براي دستورالعمل در اين آزمونها استفاده كرد.

شيارهاي خنك سازي فيلم

شيارهاي بخش فشار لبه گردابي اغلب جايگزين تزريق لبه گردابي متعارف مي شود يا متداولترين نوع كاربرد شيارها مي باشد. آنها اصلاحاتي در تاثير آيروديناميك توربين را با ممكن ساختن كاهش ضخامت لبه گردابي فراهم مي آورند. حتي يك افزايش در جريان خنك سازي براي شيارهاي بخش فشار جهت دستيابي به دماي فشار مشابه مورد نياز مي باشد. و كاهش در ضخامت لبه گردابي يك اصلاح در عملكرد شبكه ايجاد مي كند. با اين پيكربندي, دماي منطقه گردابي به ضريب انتقال حرارت و تاثير فيلم در منطقه جريان نزولي خروج شيار بستگي دارد.

مقدار قابل توجهي از كار تجربي خنك سازي فيلم اوليه با استفاده از پيكربندي هاي شيار دو بعدي انجام گرفت. تعدادي از اين تحقيقات به تفصيل به همراه يك توسعه جامع از تحليل هاي نظري در رابطه با موضوع خنك سازي فيلم دوباره بررسي شده اند. اكثر عبارات تجربي براي تاثير خنك سازي فيلم شياري با استفاده از الگوهاي سينك حرارتي براي جريان غير قابل كمپرس سازي دو بعدي در تزريق خنك سازي فيلم توسعه/…

.

.

.

جهت دریافت و خرید متن کامل پایان نامه و تحقیق و مقاله مربوطه بر روی گزینه خرید که در بالای صفحه قرار دارد کلیک نمایید و پس از وارد کردن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت هایی عضو شتاب قابل پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت انلاین به صورت خودکار لینک دانلود مربوطه فعال گردیده که قادر به دانلود فایل کامل ان می باشد.

پاسخ دهید