عملکرد یک موتور توربین گازی تا حد زیادی تحت تاثیر دمای ورودی توربین می باشد و افزایش عملکرد قابل توجهی را می توان با حداکثر دمای ورودی مجاز توربین بدست آورد. از نقطه نظر عملکردی، احتراق با دمای ورودی توربین در حدود می تواند یک ایده ال به شمار آید چون هیچ کاری برای کمپرس کردن هوای مورد نیاز برای رقیق کردن محصولات احتراقی به هدر نمی رود. بنابراین روند صنعتی جاری, دمای ورودی توربین را به دمای استوکیومتری سوخت بخصوص برای موتورهای نظامی, نزدیکتر می کند. با این وجود دمای مجاز اجزای فلزی نمی تواند از تخطی کند. برای کارکردن در دماهای بالای این حد, یک سیستم موثر خنک سازی اجزا مورد نیاز است. پیشرفت در خنک سازی, یکی از ابزار اصلی برای رسیدن به دماهای ورودی توربین بالاتر می‌باشد و این امر به اصلاح عملکرد و بهبود عمر توربین منتهی می شود. انتقال حرارت یک عامل مهم طراحی برای همه بخش های یک توربین گاز پیشرفته بخصوص در بخش های توربین و محفظه احتراق می باشد. در بحث وضعیت خنک سازی مصنوعی بخش داغ، باید به خاطر داشته باشید که طراح توربین مرتباً تحت فشارهای شدید برنامه زمانبدی توسعه, قابلیت پرداخت, دوام و انواع دیگر محدودیت های درون نظامی می باشد و همه اینها قویاً انتخاب یک طرح خنک سازی را تحت تاثیر قرار میدهند.
چالش های خنک سازی برای دماهای پیوسته در حال افزایش گاز و نسبت فشار کمپرسور
پیشرفت در موتورهای توربین گاز دارای توان ویژه بالا و بازده بالای پیشرفته نوعاً با افزایش در دمای عملکرد و نسبت فشار کل کمپرسور ارزیابی می شود. رایجترین موتورهای تک چرخه ای با نسبت‌های فشار بالاتر و دماهای گاز بالاتر 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 ایرفویل های 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 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 سوخت به هوا و محدودیت های مربوط به بیرون دهی هامی باشد.
مقدمه1
خنک سازی توربین بعنوان یک تکنولوژی کلیدی برای بهینه سازیموتورهای توربین گازی7
چالش های خنک سازی برای دماهای پیوسته درحال افزایش گاز ونسبت فشارکمپرسور8
تکنیک های خنک سازی استفاده شده متداول14
تاثیر خنک سازی18
مشکلات خنک سازی22
ترکیب پوشش های حصار حرارتی و خنک سازی30
فرایند بهبود خنک سازی ایرفویل32
تعریف پارامترهای شباهت انتقال جرم و حرارت اصلی35
کنش متقابل انتقال جرم – حرارت در لایه مرزی ایرفویل36
نقش تشابه در رقابت تجربی حرارت ایرفویل توربین و انتقال جرم42
موضوعات انتقال حرارت گذرا و پایدار در بخش داغ موتور44
دمای فلز و تاثیر آن روی عمر اجزای توربین46
موضوعات مربوط به تغییرمکان های دمایی گذرای روتوربه استاتوروکنترل فاصله نوک آزاد48
خنک سازی نازل توربین56
تقابل با محفظه احتراق58
انتقال حرارت پره65
-خمیدگی69
-تاثیرات ناهمواری74
-اغتشاش76
خنک سازی فیلم پره76
-نسبت دمش86
-انحنای سطح87
-گرادیان فشار88
-آشفتگی جریان اصلی89
-شیارهای خنک سازی فیلم91
-تجمع فیلم92
-تاثیر تزریق هوای خنک سازی فیلم روی انتقال حرارت سطح94
موضوعات خنک سازی دیواره نهایی95
خنک سازی تیغه توربین100
تاثیرات سه بعدی ودورانی روی انتقال حرارت تیغه102
-نیروهای دورانی102
-تاثیرات سه بعدی105
پروفایل دمای گاز شعاعی106
تاثیرات ناپیوستگی107
تکنیک های خنک سازی درونی تیغه109
-گذرگاههای درونی هموار111
- تیرک ها/فین ها (نوارهای زاویه دار یا طولی)113
-پین فین ها121
-تاثیر جت 128
-جریان گردابی138
-خنک سازی فیلم141
موضوعات خنک سازی سکو و راس 144
خنک سازی ساختارهای روتور و استاتور148
-منبع خنک سازی و سیستم های هوای ثانویه 148
بافر کردن مجموعه دیسک و روشهای خنک سازی دیسک153
خنک سازی ساختارحفاظتی نازل و جایگاه توربین158
خنک سازیمحفظه احتراق161
-تاثیر تحول طراحیمحفظه احتراق روی تکنیک های خنک سازی161
خنک سازی تعریق167
خنک سازی نشتی169
همرفتی بخش پشتی افزوده173
پوشش دهی حصار حرارتی177
انتقال حرارت تجربی پیشرفته و معتبر سازی خنک سازی179
ارزیابی انتقال حرارت بیرونی و تکنیک های معتبر سازی خنک سازی180
-رنگ حساس به فشار182
-ارزیابی غیر مستقیم آشفتگی185
ارزیابی های انتقال حرارت و جریان داخلی188
شبیه سازی انتقال حرارت مزدوج و معتبر سازی در یک آبشار داغ194
-معتبر سازی تاثیر خنک سازی تیغه در آبشار داغ194
شرایط مرزی تجربی دیسک توربین200
تائید خنک سازی در یک آزمون موتور204
-ابزار بندی متعارف204
-پیرومتر درج شده درگاه بروسکوب205
-رنگ های حرارتی دما بالا206
بررسی های چند نظامی در انتخاب سیستم خنک سازی توربین207
شامل 225 صفحه فایل word
دانلود پایان نامه انتخاب یک سیستم خنک سازی توربین گازی