تشکیل گروه مطالعه و تحقیقات توربینهای گازی
- شروع کننده موضوع tsp.co
- تاریخ شروع
mm.salemi
عضو جدید
سلام به همه دوستان. خسته نباشید.
نمی دونم چرا تو این دو روز که نبودم هیچ خبری نبوده !
فکر نمی کنید یه کم باید تو کارتون جدی تر باشید.
آقایونی که اومدن و گفتن آقا ما هم هستیم کجا رفتن ؟
این موضوع برای به نتیجه رسیدن نیاز به جدیت داره.
من بخش دوم دینامیک روتور ( Rotor Dynamic ) رو هم آماده کردم و تا فردا واستون آپلود می کنم.
امیدوارم یه مقدار دوستان بیشتر از خود جدیت به خرج بدن. این خیلی بده که طی این دو روز که من نبودم هیچ حرکتی صورت نگرفته !
البته شاید دوستان در حال آماده سازی مطالب جهت ارائه هستند.
البته این دو روزی که بنده نبودم بی حکمت نبوده.2 شب پیش من تا دیر وقت مشغول آماده کردن بخش اول دینامیک روتورها بودم که کارم تا 12:30 شب طول کشید و همون موقع رفتم خونه که تو راه برگشت به خونه سه نفر موتور سوار کیف و موبایلم رو دزدیدن و بنده رو با چاقو مضروب کردند.
اما با این وجود سعی کردم که هر چه سریعتر این بخش رو جهت ارائه آماده کنم ، چون اهمیت این موضوع بسیار زیاده و ما هر چه جلو میریم می فهمیم که چقدر هنوز عقبیم.
یا علی
نمی دونم چرا تو این دو روز که نبودم هیچ خبری نبوده !
فکر نمی کنید یه کم باید تو کارتون جدی تر باشید.
آقایونی که اومدن و گفتن آقا ما هم هستیم کجا رفتن ؟
این موضوع برای به نتیجه رسیدن نیاز به جدیت داره.
من بخش دوم دینامیک روتور ( Rotor Dynamic ) رو هم آماده کردم و تا فردا واستون آپلود می کنم.
امیدوارم یه مقدار دوستان بیشتر از خود جدیت به خرج بدن. این خیلی بده که طی این دو روز که من نبودم هیچ حرکتی صورت نگرفته !
البته شاید دوستان در حال آماده سازی مطالب جهت ارائه هستند.
البته این دو روزی که بنده نبودم بی حکمت نبوده.2 شب پیش من تا دیر وقت مشغول آماده کردن بخش اول دینامیک روتورها بودم که کارم تا 12:30 شب طول کشید و همون موقع رفتم خونه که تو راه برگشت به خونه سه نفر موتور سوار کیف و موبایلم رو دزدیدن و بنده رو با چاقو مضروب کردند.
اما با این وجود سعی کردم که هر چه سریعتر این بخش رو جهت ارائه آماده کنم ، چون اهمیت این موضوع بسیار زیاده و ما هر چه جلو میریم می فهمیم که چقدر هنوز عقبیم.
یا علی
آخرین ویرایش:
mohsenhamidipoor
عضو جدید
با سلام
من دانشجوی سال آخر طراحی کاربردی گرایش دینامیک و ارتعاشات هستم و روی موضوع دینامیک ماشین های دوار کار می کنم. کار را از کی می خواهید شروع کنید؟ می خواهم بیشتر در مورد صورت مسئله بدونم البته اگر ممکن هست. با تشکر
یا علی.
من دانشجوی سال آخر طراحی کاربردی گرایش دینامیک و ارتعاشات هستم و روی موضوع دینامیک ماشین های دوار کار می کنم. کار را از کی می خواهید شروع کنید؟ می خواهم بیشتر در مورد صورت مسئله بدونم البته اگر ممکن هست. با تشکر
یا علی.
tsp.co
عضو جدید
سلام دوست عزیز به جمع ما خوش اومدی!
ما فعلا در حال تحقیقات مقدماتی روی مباحثی که مربوط به توربین های گازیه هستیم! سعی کردیم با توجه به علاقه ای که دوستان به موضوعات مختلف دارن موضوعات و مباحث مختلف رو بینشون تقسیم کنیم. من هم با توجه به شناخت کوچیکی که از این تکنولوژی عظیم دارم سعی می کنم مسیر رو به دوستان نشون بدم . بعضی از دوستان جدیت نشون دادن و بعضی از مباحث رو دارن با جدیت دنبال می کنن. که صد البته بعدا خودشون خواهند دید که چقدر بدردشون خورده!
به هر حال اگه دلتون خواست با ما باشید و باهم کار کنیم ما هم خوشحال میشیم و امیدوارم که یه کار بدرد بخوری رو باهم بتونیم انجام بدیم!
یاحق
tsp.co
عضو جدید
کمپرسورهای محوری قسمت 3
کمپرسورهای محوری قسمت 3
موضوع :
- فاکتور کار انجام شده ( work done factor)
- ضریب بار مرحله (stage load coefficient)
- مقدمه ای بر استال (stall)کمپرسور
از تا خیر پیش آمده در ادامه مطالب معذرت می خوام. یه خورده گرفتاریها بیش از حد شده بود. سعی می کنم این تاخیر رو با ادامه سریعتر بحث و کاربیشتر جبران کنم.
.....................................................................................................................
همونطور که می دونیم هدف از استفاده کمپرسور در توربینهای گازی افزایش فشار در حین جریان هوا در داخل کانالی که به اصطلاح به اون Annulus می گن هست. این رشد فشار به همراه لایه مرزی که در سطح کانال به وجود میاد و به تدریج بزرگتر هم میشه ( مکانیک سیالات- بحث جریان در مجاری بسته یا لوله ها) باعث کاهش سطح جریان عبوری در طول کانال میشه که اون هم به نوبه خود کار ورودی به مرحله رو کاهش میده دلیلش هم اینه که که سرعت محوری یاCa کاهش پیدا می کنه( شکل 5)
حالا برای اینکه تاثیر افزایش ضخامت لایه مرزی رو روی کار هر مرحله در نظر بگیریم از فاکتور کار انجام شده (work done factor) که با لاندا نشون میدن استفاده می کنن. شکل شماره 6 تغییرات لاندا رو به ازای افزایش مراحل کمپرسور نشون میده . حالا با دخالت لاندا فرمول کار به صورت فرمول شماره 5 در میاد.
ضریب بار مرحله(stage load coefficient)
از آنجا که فرایند کمپرسور آدیاباتیک می باشد کار ورودی برابر با تغییر آنتالپی می باشد( فرمول 6و7) با تقسیم طرفین به مجذورU و برای یه کمپرسور ایده آل که لاندا برابر با 1 می باشد فرمول 8 بدست میاد. که به عبارت تقسیم آنتالپی بر مجذور U ضریب بار مرحله یا سای و به عبارت Ca/U را ضریب جریان می گویند و با فی نشون میدن.
برای اینکه رابطه 8 رو دوباره و به نحو کاربردی تری بنویسیم از دو زاویه آلفا1 یعنی زاویه خروج هوا از استاتور قبلی و زاویه خروج هوا از روتور بتا 2 نوشت. این زاویه ها توسط شکل هندسی تیغه های روتور و استاتور تعیین می شوند( در حالت ایده آل زاویه های آلفا1 و بتا 1 باهم برابرند). همین کا رو میشه برای برای زاویه های بتا1 یعنی زاویه برخورد هوا با روتور و آلفا 2 زاویه برخورد هوا با استاتور استفاده کرد. با توجه به این موارد معادلات9 و 10 بدست میان.
زمانی که فرض کنیم آلفا1وبتا2 ثابت هستن در نتیجه اختلاف بین تانژانتهای اونا هم عدد ثابتی میشه و معادله 10 به یه خط راست تبدیل میشه( شکل 7 رو ببینید). زمانی که ضریب جریان به سمت صفر میل کنه ضریب بار مرحله هم به سمت 1 خواهد رفت . که این مطلب رو میشه نتیجه گرفت که سرعت تیغه یعنی U برابر تغییرات سرعت چرخش یا Vw میشه که مطلوب نیست. برای اینکه کارکرد رضایت بخشی مرحله داشته باشه ضریب بار مرحله نباید از 5/0 بیشتر بشه.
اتحراف از شرایط ایده آل در اثر ایجاد اتلافاتی هست که در هنگام تراکم رخ میده. این اتلافات در اثر افت فشار سکون یا افت پروفیل از میان تیغه می باشد
در حالت ایده آل زاویه خروج هوا از پره با زاویه خروج خود پره برابره ( در این حالت انحراف دلتا یعنی اختلاف بین زاویه خروج هوا و آلفا2 و زاویه خروج تیغه صفر میشه)شکل 8 رو هم ببینید.
یه مسئله مهمی که مربوط به این قسمت و کلا کمپرسورها میشه قضیه واماندگی یا استال stall کمپرسور هستش( واماندگی رو من نمی پسندم و همون stall رو بکار میبرم!) که جریان از این قرار هستش که به این علت که هوا لزج هست و این لزجت باعث رشد لایه مرزی در طول پره میشه. این رشد لایه مرزی از رسیدن زاویه خروج هوا از پره به زاویه پره جلوگیری کرده و درنتیجه دیگه انحراف دلتا صفر نخواهد شد. این رشد لایه بستگی به زاویه برخورد هوا با پره یا i داشته و افزایش اون باعث رشد بزرگتر لایه مرزی و در نتیجه افزایش میزان diffusion و اتلافات مطابق با شکل 9 میشه. این شکل نشون میده که چطوری با تغییرات برخورد پروفیل افت تغییر می کنه. پروفیل افت هم بیانگر همون افت در راندمان مرحله کمپرسور هست. زمانی که این برخورد از یه حدی بیشتر بشه در اثر جدا شدن لایه مرزی تیغه stall میشه و در نتیجه رشد سزیعی در پروفیل افت و انحراف خواهیم داشت( شکل 9و10)
در هنگام برخورد منفی جریان در بین مرحله افزایش پیدا کرده و درنتیجه پروفیل اتلاف هم افزایش پیدا می کنه. در جریانهای خیلی بالا عدد ماخ ورودی افزایش پیدا کرده( بالای عدد ماخ بحرانی) و اتلافات هم بدلیل بدلیل افت ناشی از شوک که به شوک منفی ناشی از stall معروف هست زیاد میشن. بعلاوه اعداد ماخ بالا باعث ایجاد شوک در قسمت ورودی کمپرسور شده که باعث ایجاد محدودیت در جریان در این قسمت میشه( شکل 7 رو دوباره ببینید)
به هر حال هر دو نوع شوک مثبت و منفی ناشی از stall مضر بوده . باید ار ایجاد اونا جلوگیری کرد.
تاثیر بخورد بر انحراف در شکل 11 نشون داده شده همانطور که برخورد افزایش پیدا می کنه انحراف هم افزایش پیدا می کنه. اما زمانی که stall شروع میشه انکسار زاویه ها افت کرده و انحراف بدلیل اینکه نمی تونه از پروفیل سرعت پیروی کنه به سرعت افزایش پیدا می کنه . شروع stall باعث رشد سریع پروفیل اتلافات میشه!
نتیجه گیری :
در طول کانال کمپرسور و به علت افزایش لایه مرزی سرعت محوری کاهش پیدا کرده و در نتیجه کار کاهش میبابد.
دونوع stall در تیغه های کمپرسور رخ میده :
1- stall مثبت که در نتیجه جدا شدن لایه مرزی از روی پره های رخ میده
2- stall منفی که در اثر برخورد با زاویه منفی به پره های کمپرسور رخ میده
هر دو حالت stall مضر بوده و باید از ایجاد اونا جلوگیری کرد.
کمپرسورهای محوری قسمت 3
موضوع :
- فاکتور کار انجام شده ( work done factor)
- ضریب بار مرحله (stage load coefficient)
- مقدمه ای بر استال (stall)کمپرسور
از تا خیر پیش آمده در ادامه مطالب معذرت می خوام. یه خورده گرفتاریها بیش از حد شده بود. سعی می کنم این تاخیر رو با ادامه سریعتر بحث و کاربیشتر جبران کنم.
.....................................................................................................................
همونطور که می دونیم هدف از استفاده کمپرسور در توربینهای گازی افزایش فشار در حین جریان هوا در داخل کانالی که به اصطلاح به اون Annulus می گن هست. این رشد فشار به همراه لایه مرزی که در سطح کانال به وجود میاد و به تدریج بزرگتر هم میشه ( مکانیک سیالات- بحث جریان در مجاری بسته یا لوله ها) باعث کاهش سطح جریان عبوری در طول کانال میشه که اون هم به نوبه خود کار ورودی به مرحله رو کاهش میده دلیلش هم اینه که که سرعت محوری یاCa کاهش پیدا می کنه( شکل 5)
حالا برای اینکه تاثیر افزایش ضخامت لایه مرزی رو روی کار هر مرحله در نظر بگیریم از فاکتور کار انجام شده (work done factor) که با لاندا نشون میدن استفاده می کنن. شکل شماره 6 تغییرات لاندا رو به ازای افزایش مراحل کمپرسور نشون میده . حالا با دخالت لاندا فرمول کار به صورت فرمول شماره 5 در میاد.
ضریب بار مرحله(stage load coefficient)
از آنجا که فرایند کمپرسور آدیاباتیک می باشد کار ورودی برابر با تغییر آنتالپی می باشد( فرمول 6و7) با تقسیم طرفین به مجذورU و برای یه کمپرسور ایده آل که لاندا برابر با 1 می باشد فرمول 8 بدست میاد. که به عبارت تقسیم آنتالپی بر مجذور U ضریب بار مرحله یا سای و به عبارت Ca/U را ضریب جریان می گویند و با فی نشون میدن.
برای اینکه رابطه 8 رو دوباره و به نحو کاربردی تری بنویسیم از دو زاویه آلفا1 یعنی زاویه خروج هوا از استاتور قبلی و زاویه خروج هوا از روتور بتا 2 نوشت. این زاویه ها توسط شکل هندسی تیغه های روتور و استاتور تعیین می شوند( در حالت ایده آل زاویه های آلفا1 و بتا 1 باهم برابرند). همین کا رو میشه برای برای زاویه های بتا1 یعنی زاویه برخورد هوا با روتور و آلفا 2 زاویه برخورد هوا با استاتور استفاده کرد. با توجه به این موارد معادلات9 و 10 بدست میان.
زمانی که فرض کنیم آلفا1وبتا2 ثابت هستن در نتیجه اختلاف بین تانژانتهای اونا هم عدد ثابتی میشه و معادله 10 به یه خط راست تبدیل میشه( شکل 7 رو ببینید). زمانی که ضریب جریان به سمت صفر میل کنه ضریب بار مرحله هم به سمت 1 خواهد رفت . که این مطلب رو میشه نتیجه گرفت که سرعت تیغه یعنی U برابر تغییرات سرعت چرخش یا Vw میشه که مطلوب نیست. برای اینکه کارکرد رضایت بخشی مرحله داشته باشه ضریب بار مرحله نباید از 5/0 بیشتر بشه.
اتحراف از شرایط ایده آل در اثر ایجاد اتلافاتی هست که در هنگام تراکم رخ میده. این اتلافات در اثر افت فشار سکون یا افت پروفیل از میان تیغه می باشد
در حالت ایده آل زاویه خروج هوا از پره با زاویه خروج خود پره برابره ( در این حالت انحراف دلتا یعنی اختلاف بین زاویه خروج هوا و آلفا2 و زاویه خروج تیغه صفر میشه)شکل 8 رو هم ببینید.
یه مسئله مهمی که مربوط به این قسمت و کلا کمپرسورها میشه قضیه واماندگی یا استال stall کمپرسور هستش( واماندگی رو من نمی پسندم و همون stall رو بکار میبرم!) که جریان از این قرار هستش که به این علت که هوا لزج هست و این لزجت باعث رشد لایه مرزی در طول پره میشه. این رشد لایه مرزی از رسیدن زاویه خروج هوا از پره به زاویه پره جلوگیری کرده و درنتیجه دیگه انحراف دلتا صفر نخواهد شد. این رشد لایه بستگی به زاویه برخورد هوا با پره یا i داشته و افزایش اون باعث رشد بزرگتر لایه مرزی و در نتیجه افزایش میزان diffusion و اتلافات مطابق با شکل 9 میشه. این شکل نشون میده که چطوری با تغییرات برخورد پروفیل افت تغییر می کنه. پروفیل افت هم بیانگر همون افت در راندمان مرحله کمپرسور هست. زمانی که این برخورد از یه حدی بیشتر بشه در اثر جدا شدن لایه مرزی تیغه stall میشه و در نتیجه رشد سزیعی در پروفیل افت و انحراف خواهیم داشت( شکل 9و10)
در هنگام برخورد منفی جریان در بین مرحله افزایش پیدا کرده و درنتیجه پروفیل اتلاف هم افزایش پیدا می کنه. در جریانهای خیلی بالا عدد ماخ ورودی افزایش پیدا کرده( بالای عدد ماخ بحرانی) و اتلافات هم بدلیل بدلیل افت ناشی از شوک که به شوک منفی ناشی از stall معروف هست زیاد میشن. بعلاوه اعداد ماخ بالا باعث ایجاد شوک در قسمت ورودی کمپرسور شده که باعث ایجاد محدودیت در جریان در این قسمت میشه( شکل 7 رو دوباره ببینید)
به هر حال هر دو نوع شوک مثبت و منفی ناشی از stall مضر بوده . باید ار ایجاد اونا جلوگیری کرد.
تاثیر بخورد بر انحراف در شکل 11 نشون داده شده همانطور که برخورد افزایش پیدا می کنه انحراف هم افزایش پیدا می کنه. اما زمانی که stall شروع میشه انکسار زاویه ها افت کرده و انحراف بدلیل اینکه نمی تونه از پروفیل سرعت پیروی کنه به سرعت افزایش پیدا می کنه . شروع stall باعث رشد سریع پروفیل اتلافات میشه!
نتیجه گیری :
در طول کانال کمپرسور و به علت افزایش لایه مرزی سرعت محوری کاهش پیدا کرده و در نتیجه کار کاهش میبابد.
دونوع stall در تیغه های کمپرسور رخ میده :
1- stall مثبت که در نتیجه جدا شدن لایه مرزی از روی پره های رخ میده
2- stall منفی که در اثر برخورد با زاویه منفی به پره های کمپرسور رخ میده
هر دو حالت stall مضر بوده و باید از ایجاد اونا جلوگیری کرد.
ali shahrood
عضو جدید
سلام خسته نباشین فقط خوستتم بگم من دنبال مطلب هستم تنهاتون نذاشتم
mm.salemi
عضو جدید
دینامیک روتورها ( part 2 )
دینامیک روتورها ( part 2 )
سلام به همه دوستان . خسته نباشید. بنده قسمت دوم دینامیک روتورها رو واستون آپلود کردم.
اینم لینک دانلود :
دینامیک روتورها ( part 2 )
سلام به همه دوستان . خسته نباشید. بنده قسمت دوم دینامیک روتورها رو واستون آپلود کردم.
اینم لینک دانلود :
tsp.co
عضو جدید
سلام
دستت در دنکنه و خسته نباشی ! نه فقط بخاطر تهیه مطلب بلکه بخاطر پشتکارتون!
متشکر!
tsp.co
عضو جدید
کمپرسور محوری قسمت 4
کمپرسور محوری قسمت 4
موضوعات:
- نسبت فشار مرحله Stage pressure ratio
- کاراکترهای عمومی و کلی کمپرسورOverall compressor characteristics
- استال چرخشی Rotating stall
-Surge در کمپرسور
- نسبت فشار مرحله :
درجه حرارت در هر طبقه یا مرحله توسط تغییرات آنتالپی سکون ( دلتا H) سنجیده می شود. با فرض گاز کامل برای هوا رشد درجه حرارت از رابطه11 بدست میاد که Cp ظرفیت گرمای ویژه هوا در فشار ثابت هست و نسبت فشار رو هم میشه از رابطه 12 بدست آورد.به مثال حل شده لطفا توجه کنید. با توجه به این مثال می بینیم که درجه حرارت خروجی از هر طبقه و ورود به طبقه بعد افزایش پیدا می کنه پس در نتیجه نسبت فشار برای اون طبقه هم کاهش پیدا می کنه . اگه این مثال رو بترتیب برای 16 مرحله دیگه هم انجام بدیم نسبت فشاری مه در انتها بدست میاد در حدود 21 میشه( اینجاست که یه بار دیگه اونهایی که برنامه نویس بلد هستن برنده میشن!)
- کاراکترهای عمومی و کلی کمپرسور
استفاده از پارامترها و کاراکترهای مختص به هر طبقه برای ارزیابی راندمان کلی سیستم کار خیلی سختی هستش . بهترین کار ایجاد پارامترهای عمومی و کلی برای نشان دادن اثر تمامی طبقات می باشد. این پارامترها معمولا بصورت گروههای بی بعد هستن که مهمترین اونا جریان بی بعد- سرعت بی بعد - نسبت فشار و راندمان ایزنتروپیک هستن.
پارامترهای بی بعد جریان و سرعت در حقیقت همون اعداد ماخی هستن که به ترتیب دلالت بر سرعت جریان ورودی و سرعت چرخشی دارن. یک نوع از نمودارهایی که از این پارامترها استفاده می کنه در شکل 12 نشون داده شده . تو این شکل خطوط سرعت ثابت بصورت عمودی هستن و زمانی که سرعت افزایش پیدا می کنه این خطوط به هم نزدیک تر شده و درنهایت بصورت یه شاخه در میان و دلیل این امر هم ایجاد شوک در طبقات ورودی هستش. یه سری خطوط و منحنی هایی هم بصورت خط چین نشون داده شدن که راندمان ایزنتروپیک رو نشون میدن و در نهایت به خط surge میرسیم.در سمت چپ این خط کارکرد غیر ممکنه به دلیل ایجاد یک پدیده ناپایدار که به surge معروف هست که در این حالت ارتعاشات بسیار شدید آیرودینامیکی ایجاد می شه که بسیار مخرب هستن و باید از ایجاد اونا جلوگیری کرد.
- استال چرخشی :
یکی دیگر از انواع ناپایداریها که باعث افزایش افت در راندمان کمپرسور و در نهایت می تونه منجر به surge بشه استال چرخشی می باشد. زمانی برخوردجریان ورودی به تیغه افزایش پیدا میکنه این افزایش زیادباعث میشه که جریان عبوری از بالای تیغه جدا شده و استال رو بوجود بیاره که همونطور که گفتیم باعث افزایش اتلافات میشه. استال باعث افزایش رشد لایه مرزی و در نتیجه کاهش سطح عبور جریان موثر میشه. این افزایش ضخامت لایه مرزی باعث پرت شدن و پخش شدن جریان به تیغه های مجاور میشه( شکل 13) همانطور که شکل نشون میده جریان در کانال B استال شده. کاهش برخورد به کانال C و افزایش برخورد به کانال A این کانال رو هم وادار به استال میکنه. زمانی که این پروسه به طور پیوسته تکرار بشه باعث میشه که کانال استال شده در جهت خلاف گردش شروع به حرکت کنه که به این پدیده استال چرخشی میگن. افت راندمان در هنگام استال چرخشی برای ایجاد جریان معکوس کافی نیست ولی می تونه مقدمه ای برای ایجاد surge باشه. کمپرسور محوری می تونه حتی زمانی که تعداد زیادی از طبقاتش استال شده به کار ادامه بده مخصوصا زمانی که سرعت کارکرد هم پایین باشه.
- surge در کمپرسور
بعضی اصطلاحات فنی هستن که معادل فارسی برای اونها زیاد جالب نیست . یکیش همین surge هستش که بیانگر ایجاد ارتعاشات آیرودینامیکی در تیغه ها هست که مجبوریم همون اصطلاح لاتینش رو بکار ببریم.
پدیده surge در کمپرسور پیچیدگی بیشتری داره ولی زمانی بوجود می یاد که استال در تیغه های کمپرسور تحت زاویه برخورد زیادبوجود بیاد. زمانی که diffusion به حدی افزایش پیدا کنه باعث جدایی جریان از تیغه بشه همونطور که گفتیم استال رخ میده و استال هم باعث افزایش محسوس در افت راندمان میشه. مطابق با شکل 14 که نمایشگر شکل شماتیک یه دستگاه تست کمپرسور هستش. زمانی که شیر دسته گاز (throttleValve) بسته میشه یه سری فعل و انفعالاتی رخ میده که به این ترتیب هست:
برای یه رشد درجه حرارت در کمپرسور نسبت فشار افت خواهد کرد و راندمان کاهش خواهد یافت که منجر به استال شده که در شکل 15 نشان داده شده . این شکل نشان دهنده مرحله تراکم در دیاگرام آنتالپی- درجه حرارت هست. زمانی که اتلاف در راندمان در اثر استال به حد کافی بزرگ و سریع باشه فشار تخلیه مورد نیاز نمی تونه ایجاد بشه و جریان معکوس خواهد شد. این جریان معکوس باعث کاهش در فشار در حجم تخلیه پایین دست کمپرسور میشه.
زمانی که فشار در حجم تخلیه به حد کافی تخریب بشه و ازبین بره جریان دوباره در مسیر طبیعی خودش حرکت کرده و فشار دوباره ساخته شده و به رشد می کنه. اما از آنجا که شرایطی که باعث افزایش و رشد جریان معکوس در وهله اول شدن هنوز غالب هستن جریان دوباره شکسته شده و دوباره معکوس میشه.
یه چنین برگشتهایی که در فرکانس بالا صورت میگیرن باعث surge شده و برای کمپرسور بسیار مخرب هستن.این دوباره تراکم که در تخلیه هوای کمپرسور موثر هستش و اکنون در درجه حرارت بالایی هم هست باعث ایجاد و تولید درجه حرارت خیلی زیادی در هنگام خروج و تخلیه از کمپرسور و در حین surge میشه.شکل 16 نشون دهنده شرایط پایدار و ناپایدار یا surge که قسمتی از پارامترها و کاراکترها در یک سرعت مشخص کمپرسور هستن هستش.
با مراجعه به این شکل می بینیم که یه کاهش کوچک در جریان ورودی در قسمت پایدار ( نقطهA) باعث افزایش نسبت فشار کمپرسور و انتقال به نقطهB میشه و بنابراین فشار تخلیه افزایش پیدا می کنه. این افزایش در فشار تخلیه باعث افزایش جریان از شیر دسته گاز شده ودر نتیجه جریان بالادست هم افزایش پیدا کرده که به نوبه خود باعث افزایش جریان ورودی به کمپرسور شده که اون هم باعث میشه که نقطهB مجددا به نقطهA برگرده.
بنابراین زمانی که کمپرسور در این ناحیه پایدار که شیب منحنی نسبت فشار-جریان تو اون منفی هست باشه کارکرد پایداری داره!
اما زمانی که نقطه C را بررسی کنیم می بینیم که یه کاهش کوچیک در جریان باعث کاهش نسبت فشار کمپرسور و از اینروفشار تخلیه میشه( نقطهD) که اون هم باعث کاهش جریان از شیر میشه. این کاهش جریان شیر با عث کاهش جریان بالای دستش و درنتیجه جریان ورودی به کمپرسور هم میشه. در نتیجه باعث حرکت نقطه D به قسمت چپ( ناپایدارتر) میشه. از این رو این قسمت از منحنی بیانگر ناپایداری بوده ودر نهایت منجر به surge میشه.
جریان معکوسی که منجر به surge میشه می تونن به صورت چرخه ای یا سیکلی هم عمل کنن. گریتزر(Greitzer) یه پارامتری رو تعریف کرده که می شه توسط اون طبیعت surge رو تعیین کرد.این عدد رو با B نشون میدن فرمول 13.
زمانی که B بین 8/0 تا 5 باشه surge به صورت چرخه ای ایجاد میشه و برای مقادیر بالاتر B سیکلهای عمیق تری اتفاق می افته. زمانی که مقادیر B بین 45/0 تا 6/0 باشه از این سیکلها خبری نیست ودر مقادیر پایین تر شرایط پایدار تری رو داریم.
کمپرسور محوری قسمت 4
موضوعات:
- نسبت فشار مرحله Stage pressure ratio
- کاراکترهای عمومی و کلی کمپرسورOverall compressor characteristics
- استال چرخشی Rotating stall
-Surge در کمپرسور
- نسبت فشار مرحله :
درجه حرارت در هر طبقه یا مرحله توسط تغییرات آنتالپی سکون ( دلتا H) سنجیده می شود. با فرض گاز کامل برای هوا رشد درجه حرارت از رابطه11 بدست میاد که Cp ظرفیت گرمای ویژه هوا در فشار ثابت هست و نسبت فشار رو هم میشه از رابطه 12 بدست آورد.به مثال حل شده لطفا توجه کنید. با توجه به این مثال می بینیم که درجه حرارت خروجی از هر طبقه و ورود به طبقه بعد افزایش پیدا می کنه پس در نتیجه نسبت فشار برای اون طبقه هم کاهش پیدا می کنه . اگه این مثال رو بترتیب برای 16 مرحله دیگه هم انجام بدیم نسبت فشاری مه در انتها بدست میاد در حدود 21 میشه( اینجاست که یه بار دیگه اونهایی که برنامه نویس بلد هستن برنده میشن!)
- کاراکترهای عمومی و کلی کمپرسور
استفاده از پارامترها و کاراکترهای مختص به هر طبقه برای ارزیابی راندمان کلی سیستم کار خیلی سختی هستش . بهترین کار ایجاد پارامترهای عمومی و کلی برای نشان دادن اثر تمامی طبقات می باشد. این پارامترها معمولا بصورت گروههای بی بعد هستن که مهمترین اونا جریان بی بعد- سرعت بی بعد - نسبت فشار و راندمان ایزنتروپیک هستن.
پارامترهای بی بعد جریان و سرعت در حقیقت همون اعداد ماخی هستن که به ترتیب دلالت بر سرعت جریان ورودی و سرعت چرخشی دارن. یک نوع از نمودارهایی که از این پارامترها استفاده می کنه در شکل 12 نشون داده شده . تو این شکل خطوط سرعت ثابت بصورت عمودی هستن و زمانی که سرعت افزایش پیدا می کنه این خطوط به هم نزدیک تر شده و درنهایت بصورت یه شاخه در میان و دلیل این امر هم ایجاد شوک در طبقات ورودی هستش. یه سری خطوط و منحنی هایی هم بصورت خط چین نشون داده شدن که راندمان ایزنتروپیک رو نشون میدن و در نهایت به خط surge میرسیم.در سمت چپ این خط کارکرد غیر ممکنه به دلیل ایجاد یک پدیده ناپایدار که به surge معروف هست که در این حالت ارتعاشات بسیار شدید آیرودینامیکی ایجاد می شه که بسیار مخرب هستن و باید از ایجاد اونا جلوگیری کرد.
- استال چرخشی :
یکی دیگر از انواع ناپایداریها که باعث افزایش افت در راندمان کمپرسور و در نهایت می تونه منجر به surge بشه استال چرخشی می باشد. زمانی برخوردجریان ورودی به تیغه افزایش پیدا میکنه این افزایش زیادباعث میشه که جریان عبوری از بالای تیغه جدا شده و استال رو بوجود بیاره که همونطور که گفتیم باعث افزایش اتلافات میشه. استال باعث افزایش رشد لایه مرزی و در نتیجه کاهش سطح عبور جریان موثر میشه. این افزایش ضخامت لایه مرزی باعث پرت شدن و پخش شدن جریان به تیغه های مجاور میشه( شکل 13) همانطور که شکل نشون میده جریان در کانال B استال شده. کاهش برخورد به کانال C و افزایش برخورد به کانال A این کانال رو هم وادار به استال میکنه. زمانی که این پروسه به طور پیوسته تکرار بشه باعث میشه که کانال استال شده در جهت خلاف گردش شروع به حرکت کنه که به این پدیده استال چرخشی میگن. افت راندمان در هنگام استال چرخشی برای ایجاد جریان معکوس کافی نیست ولی می تونه مقدمه ای برای ایجاد surge باشه. کمپرسور محوری می تونه حتی زمانی که تعداد زیادی از طبقاتش استال شده به کار ادامه بده مخصوصا زمانی که سرعت کارکرد هم پایین باشه.
- surge در کمپرسور
بعضی اصطلاحات فنی هستن که معادل فارسی برای اونها زیاد جالب نیست . یکیش همین surge هستش که بیانگر ایجاد ارتعاشات آیرودینامیکی در تیغه ها هست که مجبوریم همون اصطلاح لاتینش رو بکار ببریم.
پدیده surge در کمپرسور پیچیدگی بیشتری داره ولی زمانی بوجود می یاد که استال در تیغه های کمپرسور تحت زاویه برخورد زیادبوجود بیاد. زمانی که diffusion به حدی افزایش پیدا کنه باعث جدایی جریان از تیغه بشه همونطور که گفتیم استال رخ میده و استال هم باعث افزایش محسوس در افت راندمان میشه. مطابق با شکل 14 که نمایشگر شکل شماتیک یه دستگاه تست کمپرسور هستش. زمانی که شیر دسته گاز (throttleValve) بسته میشه یه سری فعل و انفعالاتی رخ میده که به این ترتیب هست:
برای یه رشد درجه حرارت در کمپرسور نسبت فشار افت خواهد کرد و راندمان کاهش خواهد یافت که منجر به استال شده که در شکل 15 نشان داده شده . این شکل نشان دهنده مرحله تراکم در دیاگرام آنتالپی- درجه حرارت هست. زمانی که اتلاف در راندمان در اثر استال به حد کافی بزرگ و سریع باشه فشار تخلیه مورد نیاز نمی تونه ایجاد بشه و جریان معکوس خواهد شد. این جریان معکوس باعث کاهش در فشار در حجم تخلیه پایین دست کمپرسور میشه.
زمانی که فشار در حجم تخلیه به حد کافی تخریب بشه و ازبین بره جریان دوباره در مسیر طبیعی خودش حرکت کرده و فشار دوباره ساخته شده و به رشد می کنه. اما از آنجا که شرایطی که باعث افزایش و رشد جریان معکوس در وهله اول شدن هنوز غالب هستن جریان دوباره شکسته شده و دوباره معکوس میشه.
یه چنین برگشتهایی که در فرکانس بالا صورت میگیرن باعث surge شده و برای کمپرسور بسیار مخرب هستن.این دوباره تراکم که در تخلیه هوای کمپرسور موثر هستش و اکنون در درجه حرارت بالایی هم هست باعث ایجاد و تولید درجه حرارت خیلی زیادی در هنگام خروج و تخلیه از کمپرسور و در حین surge میشه.شکل 16 نشون دهنده شرایط پایدار و ناپایدار یا surge که قسمتی از پارامترها و کاراکترها در یک سرعت مشخص کمپرسور هستن هستش.
با مراجعه به این شکل می بینیم که یه کاهش کوچک در جریان ورودی در قسمت پایدار ( نقطهA) باعث افزایش نسبت فشار کمپرسور و انتقال به نقطهB میشه و بنابراین فشار تخلیه افزایش پیدا می کنه. این افزایش در فشار تخلیه باعث افزایش جریان از شیر دسته گاز شده ودر نتیجه جریان بالادست هم افزایش پیدا کرده که به نوبه خود باعث افزایش جریان ورودی به کمپرسور شده که اون هم باعث میشه که نقطهB مجددا به نقطهA برگرده.
بنابراین زمانی که کمپرسور در این ناحیه پایدار که شیب منحنی نسبت فشار-جریان تو اون منفی هست باشه کارکرد پایداری داره!
اما زمانی که نقطه C را بررسی کنیم می بینیم که یه کاهش کوچیک در جریان باعث کاهش نسبت فشار کمپرسور و از اینروفشار تخلیه میشه( نقطهD) که اون هم باعث کاهش جریان از شیر میشه. این کاهش جریان شیر با عث کاهش جریان بالای دستش و درنتیجه جریان ورودی به کمپرسور هم میشه. در نتیجه باعث حرکت نقطه D به قسمت چپ( ناپایدارتر) میشه. از این رو این قسمت از منحنی بیانگر ناپایداری بوده ودر نهایت منجر به surge میشه.
جریان معکوسی که منجر به surge میشه می تونن به صورت چرخه ای یا سیکلی هم عمل کنن. گریتزر(Greitzer) یه پارامتری رو تعریف کرده که می شه توسط اون طبیعت surge رو تعیین کرد.این عدد رو با B نشون میدن فرمول 13.
زمانی که B بین 8/0 تا 5 باشه surge به صورت چرخه ای ایجاد میشه و برای مقادیر بالاتر B سیکلهای عمیق تری اتفاق می افته. زمانی که مقادیر B بین 45/0 تا 6/0 باشه از این سیکلها خبری نیست ودر مقادیر پایین تر شرایط پایدار تری رو داریم.
آخرین ویرایش:
فرهنگ
مدیر بازنشسته
سلام
همگی خسته نباشید(همگی که چه عرض کنم
)من برای شروع ترمم با کلی مشکل رو به رو شدم و کمتر سر میزنم.امیدوارم با شروع ترم حل بشن و زودتر بهتون برسم.
فقط یک صفحه به اخرین بازدید من اضافه شده
.من اومدم ببینم چه خبره .که خیلی عقب نمونیم از دوستان .امیدوارم زودتر رو غلطک بیفتیم.
یه اعتراض بچه های این باشگاه همه اقا نیستنا- مثل من .
یا علی
tjsme
عضو جدید
hi god
hi god
salam , manam hastam , tahala ziad tahghigh kardam,
man site www.tjsme.ir ro ham micharkhoonam
mail me at : mojtaba.daraie@tjsme.ir or daraie@tjsme.ir or call me : 0936 322 1716
mitoonin roo semajat va iman be movafaghiate man hesab konin
tanx
hi god
salam , manam hastam , tahala ziad tahghigh kardam,
man site www.tjsme.ir ro ham micharkhoonam
mail me at : mojtaba.daraie@tjsme.ir or daraie@tjsme.ir or call me : 0936 322 1716
mitoonin roo semajat va iman be movafaghiate man hesab konin
tanx
tsp.co
عضو جدید
ezatpanahi
عضو جدید
با سلام
بنده مهندس شيمي و چند سالي باتوربين هاي گازي كار كرده ام و مايل به همكاري هستم .
بنده مهندس شيمي و چند سالي باتوربين هاي گازي كار كرده ام و مايل به همكاري هستم .
tsp.co
عضو جدید
سلام
فعلا بحثهای پایه رو داریم ارائه و دنبال می کنیم . خوشحال میشیم که از تجربیات شما هم استفاده کنیم. اگه نکته جالبی رو مد نظر دارید لطفا بگید تا ما هم استفاده کنیم!
سپاسگذارم!
طیبه
عضو جدید
سلام طاعات و عباداتتون قبول
من فارغ التحصیل مکانیک گرایش جامدات هستم. پروژه نهایی من در رابطه با شبیه سازی توربین گاز با استفاده از نرم افزار ANSYS بود. اما چون اطلاع زیادی از کوپلینگها (کوپل سیال و جامد) نداشتم پروژه ام کامل نشد. حالا اگر فکر می کنید کار من به دردتون میخوره من آماده همکاری ام.
من فارغ التحصیل مکانیک گرایش جامدات هستم. پروژه نهایی من در رابطه با شبیه سازی توربین گاز با استفاده از نرم افزار ANSYS بود. اما چون اطلاع زیادی از کوپلینگها (کوپل سیال و جامد) نداشتم پروژه ام کامل نشد. حالا اگر فکر می کنید کار من به دردتون میخوره من آماده همکاری ام.
mm.salemi
عضو جدید
سلام
همگی خسته نباشید(همگی که چه عرض کنم
من برای شروع ترمم با کلی مشکل رو به رو شدم و کمتر سر میزنم.امیدوارم با شروع ترم حل بشن و زودتر بهتون برسم.
فقط یک صفحه به اخرین بازدید من اضافه شده
امیدوارم زودتر رو غلطک بیفتیم.
یه اعتراض بچه های این باشگاه همه اقا نیستنا- مثل من .
یا علی
سلام دوست عزیز. شما هم خسته نباشید. پوزش بنده رو بپذیرید. بنده قصد جسارت نداشتم. به هر حال دوستانی همچون شما که خانم هستید مایه برکت این گروه و همچنین ایجاد نوعی رقابت می شه. البته لازم بذکر که شما از فعالان این اکیپ هستید و بنده از شما کمال تشکر رو به خاطر زحماتی که می کشید دارم. به هر حال از آشنایی با دوستانی همچون شما بسیار خرسندم و به خود می بالم.
موفق باشید.
یا علی.
mm.salemi
عضو جدید
سلام به همه دوستان. خسته نباشید.
جناب مدیر فکر می کنم مبحث ارتعاشات در روتورها به مطالعاتی که ارائه کردم محدود نبوده و نیاز به بررسی بیشتر و عمیقتر داره. لذا پیشنهاد میدم که مرحله بعدی کار رو که همون مطالعه کمپرسورها هستش پی بگیریم و در کنار اون به بحث ارتعاشات نیز گریزی خواهیم داشت. دوست دارم نظر شما و همه دوستان رو بدونم. از جناب سرلک خبری نیست. آقا ما دلمون تنگ شده واسه شما ! هر چند میدونم گرفتاری ها یکی دوتا نیست. به هر حال دوستان همگی خدا قوت.
یا علی.
جناب مدیر فکر می کنم مبحث ارتعاشات در روتورها به مطالعاتی که ارائه کردم محدود نبوده و نیاز به بررسی بیشتر و عمیقتر داره. لذا پیشنهاد میدم که مرحله بعدی کار رو که همون مطالعه کمپرسورها هستش پی بگیریم و در کنار اون به بحث ارتعاشات نیز گریزی خواهیم داشت. دوست دارم نظر شما و همه دوستان رو بدونم. از جناب سرلک خبری نیست. آقا ما دلمون تنگ شده واسه شما ! هر چند میدونم گرفتاری ها یکی دوتا نیست. به هر حال دوستان همگی خدا قوت.
یا علی.
tsp.co
عضو جدید
ایرادی نداره ! این یه کار تحقیقاتی در کنار بقیه کارهامون هست و خیلی از دوستان شاید فرصت کافی برای گذاشتن وقت بیشتر نداشته باشن.
خوشبختانه چون من شغلم هم تو این زمینه هست این تحقیق به نوعی جزئی از کارمه بخاطر همین هست که وقت من نسبت به بقیه بیشتره . شما هر چقدر تونستید کار کنید!
tsp.co
عضو جدید
کمپرسورهای محوری - قسمت 5
کمپرسورهای محوری - قسمت 5
موضوع:
1- هندسه مجرا یا کانال کمپرسور Compressor annulus geometry
2- تحلیل عملکرد کمپرسور Compressor off-design operation
خوب دوستان با این پست دیگه فکر کنم مطالب مقدماتی کافی باشه . از پستهای بعدی به یاری خدا فرمولها و محاسبات و بحثهای پیچیده تر رو شروع می کنیم. امیدوارم که مطالب تا الان براتون خسته کننده نباشه و قابل استفاده بوده باشه!
...........................................................................................................................
1- هندسه مجرا یا کانال کمپرسور
تا الان هرچی گفتیم بیشتر در رابطه با یک طبقه یا stage بود و تنها پارامتری که هندسه رو دخیل کردیم ضریب کار انجام شده بود که برای تعیین و اندازه گیری اولیه رشد لایه مرزی در مجرا بود.برای محاسبه کارایی آیرو دینامیکی طبقه هم تیغه ها رو درارتفاع متوسطشون در نظرگرفتیم.شکلهای 17 تا 19 سه طرح مختلف رو برای طراحی کانال نشون میدن.شکل 17 نشون دهنده طرح Rising blade mid height هستش که ارتفاع متوسط تیغه ها در اون سیر صعودی داره . شکل 18 نشون دهنده طرح Constant blade mid-height که ارتفاع متوسط پره ها ثابت و شکل 19 هم طرح falling blade mid-height رو نشون میده که این ارتفاع تو اون نزولی هستش.همونطور که گفتیم افزایش انحراف زاویه ای یا deflection و سرعت محوری و سرعت تیغه با عث تغییراتی در مثلث سرعتها میشه.افزایش در سرعت محوری و انحراف زاویه ای باعث افزایش تغییر سرعت چرخشی یا مماسی می شود که در نتیجه ضریب بار طبقه هم زیاد میشه در حالیکه افزایش سرعت تیغه باعث کاهش ضریب بار طبقه میشه. این روهم می دونیم که ضریب بارطبقه باید 5/0 یا کمتر از اون باشه.
در طرح Rising سرعت تیغه در ارتفاع متوسط در طول مجرا افزایش پیداکرده و در نتیجه ضریب بار کاهش پیدا میکنه.بنابراین بار طبقه هم دچار کاهش شده و بهمین ترتیب راندمان طبقه هم بهبود پیدا میکنه. پس میشه سریعتر به نسبت فشارهای بالا در طول مجرا و با تعداد طبقات کمتر دست یافت.ولی در طبقات عقبتر و بالاتر به دلیل افزایش لایه مرزی مجبوریم که ارتفاع تیغه ها رو کاهش بدیم.این کاهش اندازه تیغه ها دلخواه نبوده و تابع یه پارامتر دیگه بنام نسبت پایه به نوک یا hub-to-tip ratio هستش. نباید اجازه داد که این نسبت از 9/0 بیشتر بشه. از طرفی دیگه چون برای یه نسبت فشار کلی مشخص نسبت پایه به نوک طبقه آخر به این نسبت در طبقه اول وابستگی داره به همین دلیل این نسبت در طبقه اول باید بزرگتر یا مساوی 5/0 باشه. اگه در یک طبقه سرعت محوری رو با Va - چگالی رو با pو سطحی که جریان باید از اون عبورکنه رو با A نشون بدیم معادله پیوستگی بصورتm=p*Va*A در میاد که A رو میشه از فرمول 14 بدست آورد( شکل 20رو هم ببینید) .
در طرحFalling همونطور که از شکل هم پیداست شعاع دایره پایه ثابته و ارتفاع پره ها در طبقات HP بزرگتر از حالت Rising هستش که این هم به این دلیل هست که بدلیل طبیعت این طرح ارتفاع ناحیه ای که تحت لایه مرزی پوشش داده میشه کمتر هستش یعنی دخالت لایه مرزی کمتره پس ضریب کار انجام شده بیشتر میشه و نسبت پایه به نوک هم کاهش پیدا می کنه.اما مشکلی که این طرح داره اینه که سرعت در ارتفاع متوسط خیلی پایین ممکنه که بیاد و حتی به کوچکترین مقدار ممکن خودش برسه.
برای اینکه از مزایای این سه روش در طراحی مجرا استفاده کنن میان از تلفیق این سه روش بهره می برن یعنی در طبقات LP از طرح Rising - در طبقات میانی یاIP ازطرح constant ودر قسمت HP از طرح Falling استفاده می کنن. با این روش میشه نسبت فشارهای خیلی بالایی رو بدست آورد.
2- تحلیل عملکرد کمپرسور Compressor off-design operation
در عمل برای رسیدن به نسبت فشار بالا کمپرسورهای محوری از چندین طبقه تشکیل میشن که کمپرسور باید به همراه طبقاتش در شرایط بحرانی و واقعی هم بتونه وظیفه خودش رو انجام بده. مهمترین این شرایط شرایطی هستش که هنگام روش شدن موتور و شروع بکار کمپرسور و همچنین زمانی که کمپرسور مجبوره در توانهای پایین کار کنه ( البته در مورد موتورهای جت شرایط بیشتر میشن) تو این شرایط هستش که زمینه لازم برای استال و surge ممکنه که فراهم بشه و باید با انجام تدابیر لازم از بروز اونها جلوگیری کرد.
زمانی که سرعت کاهش پیدا میکنه سرعت ایرفویلها بسیار سریعتر سیر نزولی رو طی میکنه. چون طبقات آخر نیاز به سرعت بالاتری در مقایسه با طبقات پایین دارن این کمبود و نیاز به افزایش سرعت باعث ایجاد شوک در طبقات آخر و درنتیجه استال و حتی surge در قسمت LP میشه.بالعکس سرعت زیاد در LP یا مراحل جلویی باعث ایجاد استال در HP یا مراحل عقبی کمپرسور میشود.
همانطور که در شکل21 مشخص می باشد خط کارکرد کمپرسور ممکن است خط surge را در سرعتهای پایین قطع کند که در این حالت استارت یا کارکرد کمپرسور در توان پایین غیر ممکن هست.
1-2 شیرهای قطع جریان Blow -off valves
این شیرها در تعدادی از مراحل میانی تعبیه میشن و ممکن هستش که در هنگام استارت باز بشن. عمل قطع جریان باعث کاهش جریان به HP و طبقات عقبی کمپرسور شده و از ایجاد شوک در این طبقات جلوگیری می کند و بالطبع مانع استال و surge در طبقات جلویی میشه. همچنین باعث دور شدن خط کارکرد یاrunning line از خط surge شده و حاشیه امنیت رو افزایش میده. این قطع جریان باعث اتلاف و هدر انرژی میشه و باید تا حد امکان از اون کمتر استفاده بشه
2-2 کمپرسورهایی با چندین قسمت Multi -spool compressors
هدف از طراحی کمپرسور حصول و افزایش نسبت فشارها هستش که هر چقدر این افزایش بیشتر باشه باعث میشه اختلاف در تعداد طبقات مورد نظر در طی فرایندهای طراحی و تحلیل عملکرد افزایش پیدا میکنه.حالا هرچی تعداد طبقات رو افزایش بدیم احتمال استال و surge در طبقات LP افزایش پیدا میکنه. که یکی از این راهها برای جلوگیری از این پدیده استفاده از شیر قطع جریان هستش.راه دیگه تقسیم کمپرسور به دو یا چند بخش مجزا هست که بین این بخشها جز اتصال آیرودینامیکی برای عبور هوا نباید هیچ اتصال و نشتی دیگه ای وجود داشته باشه.این تقسیم باعث میشه که قسمت HP با سرعت بالا بچرخه در حالی که تو همون لحظه سرعت در LP در مقایسه با اون پایینتره!
3-2 کمپرسورهایی با هندسه متغیر Variable geometry compressor
یه انتخاب دیگه برای استفاده در کمپرسورهای چند قسمتی و برای بالابردن راندمان و کارایی اون که در نسبت فشار بالایی هم کار می کنه استفاده از چندین استاتور متغیر در جلوی کمپرسور هستش. بسته بودن این استاتورهای متغیر در سرعت های پایین باعث کاهش بار طبقات میشه. شکل 22 تاثیر بسته شدن استاتور را بر مثلث سرعت نشون میده( خط چین). با توجه به شکل می بینیم که deflection در روتور و میزان diffusion کاهش پیدا کرده ودر نتیجه از ایجاد استال در طبقات LP جلوگیری بعمل میاد. همین تاثیر رو در انحراف زاویه ای استاتور میبینیم که با توجه به کاهش سرعت چرخشی یا مماسی ضریب بار طبقه هم کاهش پیدا میکنه. تغییر در مشخصات کمپرسور بعلت بسته شدن استاتور به صورت خط چین در شکل 23 نشان داده شده است.با بسته شدن استاتور ودر سرعتهای پایین یا هنگام استارت خط کارکرد خط surge را قطع نمی کنه. در سرعتهای بالا این استاتورها باز میشن و اجازه عبور جریان بیشتری رو میدن و به این ترتیب از ایجاد استال در HP هم جلوگیری بعمل میاد.
کمپرسورهای محوری - قسمت 5
موضوع:
1- هندسه مجرا یا کانال کمپرسور Compressor annulus geometry
2- تحلیل عملکرد کمپرسور Compressor off-design operation
خوب دوستان با این پست دیگه فکر کنم مطالب مقدماتی کافی باشه . از پستهای بعدی به یاری خدا فرمولها و محاسبات و بحثهای پیچیده تر رو شروع می کنیم. امیدوارم که مطالب تا الان براتون خسته کننده نباشه و قابل استفاده بوده باشه!
...........................................................................................................................
1- هندسه مجرا یا کانال کمپرسور
تا الان هرچی گفتیم بیشتر در رابطه با یک طبقه یا stage بود و تنها پارامتری که هندسه رو دخیل کردیم ضریب کار انجام شده بود که برای تعیین و اندازه گیری اولیه رشد لایه مرزی در مجرا بود.برای محاسبه کارایی آیرو دینامیکی طبقه هم تیغه ها رو درارتفاع متوسطشون در نظرگرفتیم.شکلهای 17 تا 19 سه طرح مختلف رو برای طراحی کانال نشون میدن.شکل 17 نشون دهنده طرح Rising blade mid height هستش که ارتفاع متوسط تیغه ها در اون سیر صعودی داره . شکل 18 نشون دهنده طرح Constant blade mid-height که ارتفاع متوسط پره ها ثابت و شکل 19 هم طرح falling blade mid-height رو نشون میده که این ارتفاع تو اون نزولی هستش.همونطور که گفتیم افزایش انحراف زاویه ای یا deflection و سرعت محوری و سرعت تیغه با عث تغییراتی در مثلث سرعتها میشه.افزایش در سرعت محوری و انحراف زاویه ای باعث افزایش تغییر سرعت چرخشی یا مماسی می شود که در نتیجه ضریب بار طبقه هم زیاد میشه در حالیکه افزایش سرعت تیغه باعث کاهش ضریب بار طبقه میشه. این روهم می دونیم که ضریب بارطبقه باید 5/0 یا کمتر از اون باشه.
در طرح Rising سرعت تیغه در ارتفاع متوسط در طول مجرا افزایش پیداکرده و در نتیجه ضریب بار کاهش پیدا میکنه.بنابراین بار طبقه هم دچار کاهش شده و بهمین ترتیب راندمان طبقه هم بهبود پیدا میکنه. پس میشه سریعتر به نسبت فشارهای بالا در طول مجرا و با تعداد طبقات کمتر دست یافت.ولی در طبقات عقبتر و بالاتر به دلیل افزایش لایه مرزی مجبوریم که ارتفاع تیغه ها رو کاهش بدیم.این کاهش اندازه تیغه ها دلخواه نبوده و تابع یه پارامتر دیگه بنام نسبت پایه به نوک یا hub-to-tip ratio هستش. نباید اجازه داد که این نسبت از 9/0 بیشتر بشه. از طرفی دیگه چون برای یه نسبت فشار کلی مشخص نسبت پایه به نوک طبقه آخر به این نسبت در طبقه اول وابستگی داره به همین دلیل این نسبت در طبقه اول باید بزرگتر یا مساوی 5/0 باشه. اگه در یک طبقه سرعت محوری رو با Va - چگالی رو با pو سطحی که جریان باید از اون عبورکنه رو با A نشون بدیم معادله پیوستگی بصورتm=p*Va*A در میاد که A رو میشه از فرمول 14 بدست آورد( شکل 20رو هم ببینید) .
در طرحFalling همونطور که از شکل هم پیداست شعاع دایره پایه ثابته و ارتفاع پره ها در طبقات HP بزرگتر از حالت Rising هستش که این هم به این دلیل هست که بدلیل طبیعت این طرح ارتفاع ناحیه ای که تحت لایه مرزی پوشش داده میشه کمتر هستش یعنی دخالت لایه مرزی کمتره پس ضریب کار انجام شده بیشتر میشه و نسبت پایه به نوک هم کاهش پیدا می کنه.اما مشکلی که این طرح داره اینه که سرعت در ارتفاع متوسط خیلی پایین ممکنه که بیاد و حتی به کوچکترین مقدار ممکن خودش برسه.
برای اینکه از مزایای این سه روش در طراحی مجرا استفاده کنن میان از تلفیق این سه روش بهره می برن یعنی در طبقات LP از طرح Rising - در طبقات میانی یاIP ازطرح constant ودر قسمت HP از طرح Falling استفاده می کنن. با این روش میشه نسبت فشارهای خیلی بالایی رو بدست آورد.
2- تحلیل عملکرد کمپرسور Compressor off-design operation
در عمل برای رسیدن به نسبت فشار بالا کمپرسورهای محوری از چندین طبقه تشکیل میشن که کمپرسور باید به همراه طبقاتش در شرایط بحرانی و واقعی هم بتونه وظیفه خودش رو انجام بده. مهمترین این شرایط شرایطی هستش که هنگام روش شدن موتور و شروع بکار کمپرسور و همچنین زمانی که کمپرسور مجبوره در توانهای پایین کار کنه ( البته در مورد موتورهای جت شرایط بیشتر میشن) تو این شرایط هستش که زمینه لازم برای استال و surge ممکنه که فراهم بشه و باید با انجام تدابیر لازم از بروز اونها جلوگیری کرد.
زمانی که سرعت کاهش پیدا میکنه سرعت ایرفویلها بسیار سریعتر سیر نزولی رو طی میکنه. چون طبقات آخر نیاز به سرعت بالاتری در مقایسه با طبقات پایین دارن این کمبود و نیاز به افزایش سرعت باعث ایجاد شوک در طبقات آخر و درنتیجه استال و حتی surge در قسمت LP میشه.بالعکس سرعت زیاد در LP یا مراحل جلویی باعث ایجاد استال در HP یا مراحل عقبی کمپرسور میشود.
همانطور که در شکل21 مشخص می باشد خط کارکرد کمپرسور ممکن است خط surge را در سرعتهای پایین قطع کند که در این حالت استارت یا کارکرد کمپرسور در توان پایین غیر ممکن هست.
1-2 شیرهای قطع جریان Blow -off valves
این شیرها در تعدادی از مراحل میانی تعبیه میشن و ممکن هستش که در هنگام استارت باز بشن. عمل قطع جریان باعث کاهش جریان به HP و طبقات عقبی کمپرسور شده و از ایجاد شوک در این طبقات جلوگیری می کند و بالطبع مانع استال و surge در طبقات جلویی میشه. همچنین باعث دور شدن خط کارکرد یاrunning line از خط surge شده و حاشیه امنیت رو افزایش میده. این قطع جریان باعث اتلاف و هدر انرژی میشه و باید تا حد امکان از اون کمتر استفاده بشه
2-2 کمپرسورهایی با چندین قسمت Multi -spool compressors
هدف از طراحی کمپرسور حصول و افزایش نسبت فشارها هستش که هر چقدر این افزایش بیشتر باشه باعث میشه اختلاف در تعداد طبقات مورد نظر در طی فرایندهای طراحی و تحلیل عملکرد افزایش پیدا میکنه.حالا هرچی تعداد طبقات رو افزایش بدیم احتمال استال و surge در طبقات LP افزایش پیدا میکنه. که یکی از این راهها برای جلوگیری از این پدیده استفاده از شیر قطع جریان هستش.راه دیگه تقسیم کمپرسور به دو یا چند بخش مجزا هست که بین این بخشها جز اتصال آیرودینامیکی برای عبور هوا نباید هیچ اتصال و نشتی دیگه ای وجود داشته باشه.این تقسیم باعث میشه که قسمت HP با سرعت بالا بچرخه در حالی که تو همون لحظه سرعت در LP در مقایسه با اون پایینتره!
3-2 کمپرسورهایی با هندسه متغیر Variable geometry compressor
یه انتخاب دیگه برای استفاده در کمپرسورهای چند قسمتی و برای بالابردن راندمان و کارایی اون که در نسبت فشار بالایی هم کار می کنه استفاده از چندین استاتور متغیر در جلوی کمپرسور هستش. بسته بودن این استاتورهای متغیر در سرعت های پایین باعث کاهش بار طبقات میشه. شکل 22 تاثیر بسته شدن استاتور را بر مثلث سرعت نشون میده( خط چین). با توجه به شکل می بینیم که deflection در روتور و میزان diffusion کاهش پیدا کرده ودر نتیجه از ایجاد استال در طبقات LP جلوگیری بعمل میاد. همین تاثیر رو در انحراف زاویه ای استاتور میبینیم که با توجه به کاهش سرعت چرخشی یا مماسی ضریب بار طبقه هم کاهش پیدا میکنه. تغییر در مشخصات کمپرسور بعلت بسته شدن استاتور به صورت خط چین در شکل 23 نشان داده شده است.با بسته شدن استاتور ودر سرعتهای پایین یا هنگام استارت خط کارکرد خط surge را قطع نمی کنه. در سرعتهای بالا این استاتورها باز میشن و اجازه عبور جریان بیشتری رو میدن و به این ترتیب از ایجاد استال در HP هم جلوگیری بعمل میاد.
طیبه
عضو جدید
سلام ،خسته نباشید
البته من فکر نمی کنم مطالب من به دردتون بخوره ولی به هر حال توضیحاتی میدم. پروژه من شبیه سازی توربین گاز به شکلی خیلی ساده در دو بعد بود . که همون طور که گفتم نتونستم تکمیلش کنم . در واقع کار من کوپل جامد و سیال بود که در ANSYS روشهای زیادی برای این کار وجود داره . اما چون در توربین با جابجایی های بزرگ سرو کار داریم از هر روشی نمیشه استفاده کرد و مشکل اصلی من هم همین جا بود و تنها مرجعی که در اختیار داشتم کتاب اجزاء محدود حمید رضا جاهد مطلق و هلپ خود انسیس بود که اون هم خیلی کمک نمی کرد. اما نتیجه کار من این شد که توربین فقط می تونست 20 یا 30 درجه بچرخه و جابجایی سیال هم اصولی نبود. روشی که من برای حل انتخاب کردم روش محیط فیزیکی و ماکروی FSSOLVE بود. اما روش دیگه ای که می شه استفاده کرد روش Multi-Field با استفاده از کوپلینگ هست که متاسفانه من نتونستم چگونگی استفاده از این روش رو پیدا کنم. اگه توضیحات بیشتری لازمه ارائه بدم.
البته من فکر نمی کنم مطالب من به دردتون بخوره ولی به هر حال توضیحاتی میدم. پروژه من شبیه سازی توربین گاز به شکلی خیلی ساده در دو بعد بود . که همون طور که گفتم نتونستم تکمیلش کنم . در واقع کار من کوپل جامد و سیال بود که در ANSYS روشهای زیادی برای این کار وجود داره . اما چون در توربین با جابجایی های بزرگ سرو کار داریم از هر روشی نمیشه استفاده کرد و مشکل اصلی من هم همین جا بود و تنها مرجعی که در اختیار داشتم کتاب اجزاء محدود حمید رضا جاهد مطلق و هلپ خود انسیس بود که اون هم خیلی کمک نمی کرد. اما نتیجه کار من این شد که توربین فقط می تونست 20 یا 30 درجه بچرخه و جابجایی سیال هم اصولی نبود. روشی که من برای حل انتخاب کردم روش محیط فیزیکی و ماکروی FSSOLVE بود. اما روش دیگه ای که می شه استفاده کرد روش Multi-Field با استفاده از کوپلینگ هست که متاسفانه من نتونستم چگونگی استفاده از این روش رو پیدا کنم. اگه توضیحات بیشتری لازمه ارائه بدم.
tsp.co
عضو جدید
باسلام!
یه مطلبی رو راجع به فرمولهای مقدماتی و مباحث مهم در طراحی blade دارم از بین دهها مرجع تهیه می کنم . اینه که احتمالا یخورده طول بکشه . امیدوارم هر چه زودتر تمومش کنم. مثل اینکه یواش یواش باید این راه رو تنهایی برم دیگه انگار همه کنار کشیدن. مهم نیست تنهایی هم از پسش برمیام چون کاری رو که شروع کردم باید تمومش کنم!
یا علی !
یه مطلبی رو راجع به فرمولهای مقدماتی و مباحث مهم در طراحی blade دارم از بین دهها مرجع تهیه می کنم . اینه که احتمالا یخورده طول بکشه . امیدوارم هر چه زودتر تمومش کنم. مثل اینکه یواش یواش باید این راه رو تنهایی برم دیگه انگار همه کنار کشیدن. مهم نیست تنهایی هم از پسش برمیام چون کاری رو که شروع کردم باید تمومش کنم!
یا علی !
mm.salemi
عضو جدید
سلام جناب مدیر. خسته نباشید. خدا قوت.
دست درد نکنه ! داشتیم آقای مدیر ؟!
کی گفته تنهایی باید راه رو ادامه بدی ؟
کسی که از روز اول یا علی گفت تا آخرش باهاته.
من اگه اومدم توی اکیپ چون دوست داشتم ، چون میخواستم چیزای جدید و نویی یاد بگیرم.
تا همین جا شم ضرر نکردم چون خیلی چیزا یاد گرفتم و دوستان بسیار خوبی پیدا کردم از جمله شما .
علاوه بر مبحث روتور دینامیک که تا حدودی به اون پرداختیم معیارهای بررسی در ارتعاشات توربین های گازی بسیار مهم بوده و از اهمیت خاصی برخوردارند و باید به صورت ریزتری به آنها پرداخت . بنده همون طور که یا علی گفتم تا آخرش هستم.
فعلاً با توجه به کسالتی که دارم کم کار شدم البته این به معنای قطع فعالیت نیست بلکه بنده بعد از رفع کسالت با جدیت بیشتری به کار خود ادامه میدم.
یا علی.
فرهنگ
مدیر بازنشسته
ساخت و تولید قطعات سوپر آلیاژی
قطعات سوپرآلیاژی کاربردهای متنوع و وسیعی در صنایع مختلف از جمله ایمپلنتها، صنایع زیردریایی، هوافضا و غیره دارند، اما كاربرد عمده سوپر آلیاژها، در پرههای توربینهای گازی است. این توربینها در سه وزارتخانه دفاع، نفت و نیرو دارای اهمیت فوقالعادهای میباشند. ساخت پرههای این توربینها نیاز به توانایی بالایی از لحاظ تكنولوژی دارد
روشهای تولید
قطعات سوپرآلیاژی، به دو روش عمده تولید می شوند:
الف) روش ریخته گری دقیق: این روش، عمدتاً برای تولید پرههای ثابت و متحرک توربین استفاده می شود. به این دسته از محصولات، "قطعات سوپرآلیاژی ریختگی" (Cast Super alloy) می گویند.
ب) روش شکلدهی: این روش، شامل فرآیندهایی چون فورج و نورد است و محصولات آن از قبیل دیسک، ورق، میلگرد، لوله و مفتول میباشد. به این گروه از محصولات، "قطعات سوپرآلیاژی کارپذیر" (Wrought Super alloy) گفته میشود.
در روش ریخته گری، مهمترین تجهیزات مورد نیاز یک کوره تحت خلاء است، ولی در مورد روش شکلدهی، معمولاً تجهیزات پیچیده تر است. البته در حال حاضر امکانات وسیع شکلدهی در سطح کشور وجود دارد و مشکل اصلی در این بخش، ضعف در دانش فنی است.
تولید قطعات سوپرآلیاژی به روش ریخته گری
برای تولید یک قطعه سوپرآلیاژی به روش ریخته گری به خصوص پره توربین که مهمترین قطعه سوپرآلیاژی است، چهار مرحله باید انجام شود:
1- مهندسی معکوس (جهت تهیه نقشه و مشخصات فنی)
2- ساخت قالب و ریخته گری دقیق
3- ماشینکاری قطعات ریخته شده
4- پوششدهی
این چهار مرحله برای تولید پره، به خصوص "پرههای متحرک" ردیف اول و دوم باید انجام شوند. البته "پرههای ثابت" ممکن است بخش پوششدهی را نداشته باشند. همچنین پرههای متحرک در ردیفهای سوم و بالاتر در بعضی موتورها ممکن است از طریق فرایند فورجینگ تولید شده و پوشش نداشته باشند. همچنین برای ایجاد هر صنعت، سه عامل تجهیزات، نیروی انسانی ماهر و دانش فنی، لازم است كه با توجه به این سه عامل، میتوان به بررسی وضعیت کشور در مورد مراحل چهارگانه فوق و نیز مشکلات آنها پرداخت:
1- مهندسی معکوس
در اینجا منظور از مهندسی معکوس فرایندی است که در آن از تعدادی نمونه موجود، مشخصات فنی و نقشه های مورد نیاز برای تولید و ساخت نمونه های مشابه بدست آید.
این فرایند شامل اندازهگیریهای ابعادی به وسیله CMM و دستگاههای مخصوص دیگر و سپس تهیه نقشه میباشد. تجهیزات لازم، تقریباً در کشور موجود بوده و CMM و نرم افزارهای مورد نیاز نیز موجود است. نیاز اصلی به نیروی انسانی متخصصی است که توانایی Surface modeling با دقت کافی را داشته باشد.
مشکلی که در تولید پرههای توربین وجود دارد، این است که پره، محصول نهایی نیست بلکه محصول نهایی "توربین" است و پرهها باید طوری دقیق ساخته شوند، تا وقتی تعداد زیادی پره در توربین نصب میشوند شرایط لازم را ایجاد نمایند. ممکن است قطعه تولید شده چیزی شبیه به پره اصلی باشد، اما رعایت تلرانسهای مجاز، بالاخص در نقاط حساس پره، نیازمند تجربه کافی است. تلرانس های قسمتهای مختلف پره بالاخص در نقاط حساس بر توان خروجی موتور بویژه در موتورهای هوایی تاثیر تعیین کنندهای دارد.
برای حل این مشکلات و تربیت نیروهای ماهر، باید انتقال دانش فنی لازم انجام شود و این دانش فنی باید از شرکتهایی انتقال یابد که دارای اعتبار بین المللی در این زمینه هستند. معمولاً شرکتهایی توانایی این کار را دارند که از اطلاعات OEM بهرهمند باشند؛ یعنی با طراحی موتور آشنا بوده و تلرانسها را بدانند، حساسیتها را بشناسند و با پارامترهایی که باید از نظر ابعادی کنترل شوند، آشنایی داشته باشند.
با توجه به مطالب بالا شاید این تصور پیش آید که بحث مهندسی معکوس منتفی است، چون نیازمند دانش طراحی و ساخت توربین است. اما باید توجه کرد که در قطعات با حساسیت كم و نیز توربین هایی که قدرت پایینی دارند، براحتی می توان مهندسی معکوس را پیاده كرد. برای قطعات بزرگ و حساس و به خصوص پرههای هوایی این نکات قابل چشم پوشی نیست و باید با شرکتی که توان کافی را دارا باشد، همکاری شود. فعالیتی که در این بخش در کشور انجام شده روی پرههای کوچک و ساده بوده که در آنها حفرههای خنک کننده وجود ندارد.
2- ریخته گری دقیق
در ریخته گری دقیق، ابتدا قالب موم ساخته شده و سپس قطعات از جنس تزریق شده و پس از مونتاژ روی خوشه مومی پوسته سرامیک ایجاد میشود. در مرحله بعد موم تبخیر شده و پوسته سرامیكی به عنوان قالب عمل كرده و ریخته گری انجام میگردد.
برای ساخت قطعات کوچک، دو کوره دوچمبره (Double chamber vim) موجود است. اما برای ساخت قطعات بزرگتر نیاز به کورههایی با ظرفیت بالاتر است. در حال حاضر برای ظرفیتهای بالا، در داخل كشور فقط دستگاه تکچمبره وجود دارد که معمولاً برای تولید شمش به صورت نیمه صنعتی بکار میرود. تاکنون چند قطعه به صورت آزمایشگاهی ریخته گری شده است. در این راستا چند بازدید انجام شده و امکاناتی نیز وارد شده است ولی این امکانات جهت تولید انبوه جوابگو نیست.
موضوع حایز اهمیت دیگر این است که در فرایند ریخته گری پارامترهای بسیاری از جمله پارامترهای محیطی مثل رطوبت، دما و غیره دخیل است که تجهیزات خاصی را جهت كنترل نیاز دارد. در شرکتهای معتبر این پارامترها از طریق سیستم کنترل مرکزی تنظیم میشوند که باید روی این موارد کار شود. از نظر دانش فنی قلب فرایند ریخته گری ساخت قالب سرامیکی بویژه برای پرههای نازک و ماهیچه خور است.
از نظر نیروی انسانی، در این 10 سال خوب عمل شده است اما از نظر دانش فنی باید روی قطعات مورد نظر با دقت کار شود، چون تولید قطعات به این روش دشواری خاص خود را دارد.
البته برای تولید قطعات ساده و با ضخامتهای زیاد (توربینهای قدیمی و صنعتی) که از نظر تلرانس های ابعادی حساسیت کمتری دارند، مشکل چندانی وجود ندارد. اما در مورد قطعات نازك و قطعات ماهیچه خور و سوراخدار پیچیدگیها و حساسیتهای خاص وجود دارد. از آنجا که در ریخته گری دقیق، دانش پایه آن موجود است، در بحث دانش فنی باید بیشتر به نکات پیچیده و ظریف توجه شود. یعنی بعد از این باید برای کسب دانش فنی قطعات نازک، قطعات پیچیده و قطعات بزرگ دارای حساسیت بیشتر، تلاش شود. قطعات پس از ریخته گری معمولاً باید تحت عملیات HIP قرار گیرند. به دلیل عدم وجود تجهیزات مورد نیاز در حال حاضر قطعات ریختگی در خارج از کشور HIP میشوند.
3- ماشین‌كاری
قطعات سوپرآلیاژی بعد از ریخته گری باید ماشینکاری شوند که نقشه ها و دستورالعملهای لازم از طریق مهندسی معکوس آماده میشود. ماشین‌كاری سوپرآلیاژها صنعت مربوط به خود را دارد. سوپرآلیاژها و به خصوص آنهایی كه ریخته گری میشوند، بسیار سخت و محكم میباشند. در 10 سال گذشته برای تراشكاری‌های ساده، تجهیزات خوبی خریداری شده است و دانش فنی آن در حال تکمیل و توسعه میباشد و تقریباً در تراشكاری پره ریخته شده، مشكلی وجود ندارد.
اما تكنولوژی بعدی مورد نیاز در این قسمت، تکنولوژی سوراخكاری پرهها به روش الکتروشیمیایی جهت ایجاد سوراخهای خنک کننده هوا روی پرهها میباشد. در این بخش فعلاً دانش فنی و تجهیزات لازم موجود نیست و وزارت نیرو در حال وارد كردن تكنولوژی آن است. در حال حاضر شركت‌های داخلی برای سوراخكاری قطعات، آنها را به خارج از كشور ارسال می‌كنند.
4- پوششدهی
برای پوششدهی در كشور، دو مركز خوب موجود است. یك مركز در "صها" است كه پوششدهی پرههای هوایی را انجام می‌دهد و با استانداردهای 30 سال پیش كار می‌كند. مشكل این مركز، قطع ارتباط با صنعت مادر خود و عدم به روزكردن استانداردهای خود است. مركزی نیز در کرج وجود دارد که روی پوششدهی پرههای صنعتی وزارت نیرو مشغول فعالیت است.
مطلب قابل توجه در اینجا، حرکت به سمت پوشش‌های جدید است. در حال حاضر قطعاتی در داخل کشور وجود دارند که با "پلاسما اسپری" تحت خلاء، پوشش داده میشوند. هرچند که تجهیزات آن قبلاً خریداری شده است، ولی به طور متمرکز روی آن کاری صورت نگرفته است، لذا برنامه ریزی در این زمینه نیز ضروری است.
وضعیت كنونی كشور در رابطه با تولید توربین گازی
اقداماتی توسط وزارتخانه های نیرو و نفت، جهت تمركز تولید توربین در حال انجام است. یكی از مشكلات مهم در بحث ساخت و تعمیر توربینها، تنوع آنها میباشد كه در نتیجه توجیه اقتصادی از بین میرود. بنابراین در این وزارت خانه ها تصمیم گرفته شد كه تنوع، پایین آورده شود و انتقال دانش روی موتورهای خاصی انجام گیرد.
در این رابطه وزارت نیرو برای تولید 30 عدد توربین گازی "زیمنس" که با استفاده از شرکتهای داخلی ساخته خواهد شد، قراردادی با شرکت Ansaldo ایتالیا منعقد کرده است كه در این راستا شرکت "توگا" تأسیس شده است. در این قرارداد، تکنولوژی تمامی بخشهای توربین بجز پرههای آن انتقال داده میشود و اخیراً برای تولید پرههای این توربینها با شرکتهای Non-OEM ارتباط برقرار شده است.
وزارت نفت نیز قراردادی با "Alstom" جهت ساخت 50 دستگاه توربین، برای انتقال دانش فنی به داخل کشور منعقد کرده است که البته در اینجا نیز پرهها جزء قرارداد نیست.
در بخش هوایی اطلاعات دقیقی در مورد برنامه کلان ساخت موتورهای توربین گازی در دسترس نیست. اما رشد صنعت پرههای هوایی در کشور نیاز مبرم به برنامه ریزی کلان و تعیین اهداف درازمدت در این زمینه دارد.
خواستم بگم فعلا هستیم و تنها نیستید.
http://mechanic-4all.blogfa.com/8606.aspx
قطعات سوپرآلیاژی کاربردهای متنوع و وسیعی در صنایع مختلف از جمله ایمپلنتها، صنایع زیردریایی، هوافضا و غیره دارند، اما كاربرد عمده سوپر آلیاژها، در پرههای توربینهای گازی است. این توربینها در سه وزارتخانه دفاع، نفت و نیرو دارای اهمیت فوقالعادهای میباشند. ساخت پرههای این توربینها نیاز به توانایی بالایی از لحاظ تكنولوژی دارد
روشهای تولید
قطعات سوپرآلیاژی، به دو روش عمده تولید می شوند:
الف) روش ریخته گری دقیق: این روش، عمدتاً برای تولید پرههای ثابت و متحرک توربین استفاده می شود. به این دسته از محصولات، "قطعات سوپرآلیاژی ریختگی" (Cast Super alloy) می گویند.
ب) روش شکلدهی: این روش، شامل فرآیندهایی چون فورج و نورد است و محصولات آن از قبیل دیسک، ورق، میلگرد، لوله و مفتول میباشد. به این گروه از محصولات، "قطعات سوپرآلیاژی کارپذیر" (Wrought Super alloy) گفته میشود.
در روش ریخته گری، مهمترین تجهیزات مورد نیاز یک کوره تحت خلاء است، ولی در مورد روش شکلدهی، معمولاً تجهیزات پیچیده تر است. البته در حال حاضر امکانات وسیع شکلدهی در سطح کشور وجود دارد و مشکل اصلی در این بخش، ضعف در دانش فنی است.
تولید قطعات سوپرآلیاژی به روش ریخته گری
برای تولید یک قطعه سوپرآلیاژی به روش ریخته گری به خصوص پره توربین که مهمترین قطعه سوپرآلیاژی است، چهار مرحله باید انجام شود:
1- مهندسی معکوس (جهت تهیه نقشه و مشخصات فنی)
2- ساخت قالب و ریخته گری دقیق
3- ماشینکاری قطعات ریخته شده
4- پوششدهی
این چهار مرحله برای تولید پره، به خصوص "پرههای متحرک" ردیف اول و دوم باید انجام شوند. البته "پرههای ثابت" ممکن است بخش پوششدهی را نداشته باشند. همچنین پرههای متحرک در ردیفهای سوم و بالاتر در بعضی موتورها ممکن است از طریق فرایند فورجینگ تولید شده و پوشش نداشته باشند. همچنین برای ایجاد هر صنعت، سه عامل تجهیزات، نیروی انسانی ماهر و دانش فنی، لازم است كه با توجه به این سه عامل، میتوان به بررسی وضعیت کشور در مورد مراحل چهارگانه فوق و نیز مشکلات آنها پرداخت:
1- مهندسی معکوس
در اینجا منظور از مهندسی معکوس فرایندی است که در آن از تعدادی نمونه موجود، مشخصات فنی و نقشه های مورد نیاز برای تولید و ساخت نمونه های مشابه بدست آید.
این فرایند شامل اندازهگیریهای ابعادی به وسیله CMM و دستگاههای مخصوص دیگر و سپس تهیه نقشه میباشد. تجهیزات لازم، تقریباً در کشور موجود بوده و CMM و نرم افزارهای مورد نیاز نیز موجود است. نیاز اصلی به نیروی انسانی متخصصی است که توانایی Surface modeling با دقت کافی را داشته باشد.
مشکلی که در تولید پرههای توربین وجود دارد، این است که پره، محصول نهایی نیست بلکه محصول نهایی "توربین" است و پرهها باید طوری دقیق ساخته شوند، تا وقتی تعداد زیادی پره در توربین نصب میشوند شرایط لازم را ایجاد نمایند. ممکن است قطعه تولید شده چیزی شبیه به پره اصلی باشد، اما رعایت تلرانسهای مجاز، بالاخص در نقاط حساس پره، نیازمند تجربه کافی است. تلرانس های قسمتهای مختلف پره بالاخص در نقاط حساس بر توان خروجی موتور بویژه در موتورهای هوایی تاثیر تعیین کنندهای دارد.
برای حل این مشکلات و تربیت نیروهای ماهر، باید انتقال دانش فنی لازم انجام شود و این دانش فنی باید از شرکتهایی انتقال یابد که دارای اعتبار بین المللی در این زمینه هستند. معمولاً شرکتهایی توانایی این کار را دارند که از اطلاعات OEM بهرهمند باشند؛ یعنی با طراحی موتور آشنا بوده و تلرانسها را بدانند، حساسیتها را بشناسند و با پارامترهایی که باید از نظر ابعادی کنترل شوند، آشنایی داشته باشند.
با توجه به مطالب بالا شاید این تصور پیش آید که بحث مهندسی معکوس منتفی است، چون نیازمند دانش طراحی و ساخت توربین است. اما باید توجه کرد که در قطعات با حساسیت كم و نیز توربین هایی که قدرت پایینی دارند، براحتی می توان مهندسی معکوس را پیاده كرد. برای قطعات بزرگ و حساس و به خصوص پرههای هوایی این نکات قابل چشم پوشی نیست و باید با شرکتی که توان کافی را دارا باشد، همکاری شود. فعالیتی که در این بخش در کشور انجام شده روی پرههای کوچک و ساده بوده که در آنها حفرههای خنک کننده وجود ندارد.
2- ریخته گری دقیق
در ریخته گری دقیق، ابتدا قالب موم ساخته شده و سپس قطعات از جنس تزریق شده و پس از مونتاژ روی خوشه مومی پوسته سرامیک ایجاد میشود. در مرحله بعد موم تبخیر شده و پوسته سرامیكی به عنوان قالب عمل كرده و ریخته گری انجام میگردد.
برای ساخت قطعات کوچک، دو کوره دوچمبره (Double chamber vim) موجود است. اما برای ساخت قطعات بزرگتر نیاز به کورههایی با ظرفیت بالاتر است. در حال حاضر برای ظرفیتهای بالا، در داخل كشور فقط دستگاه تکچمبره وجود دارد که معمولاً برای تولید شمش به صورت نیمه صنعتی بکار میرود. تاکنون چند قطعه به صورت آزمایشگاهی ریخته گری شده است. در این راستا چند بازدید انجام شده و امکاناتی نیز وارد شده است ولی این امکانات جهت تولید انبوه جوابگو نیست.
موضوع حایز اهمیت دیگر این است که در فرایند ریخته گری پارامترهای بسیاری از جمله پارامترهای محیطی مثل رطوبت، دما و غیره دخیل است که تجهیزات خاصی را جهت كنترل نیاز دارد. در شرکتهای معتبر این پارامترها از طریق سیستم کنترل مرکزی تنظیم میشوند که باید روی این موارد کار شود. از نظر دانش فنی قلب فرایند ریخته گری ساخت قالب سرامیکی بویژه برای پرههای نازک و ماهیچه خور است.
از نظر نیروی انسانی، در این 10 سال خوب عمل شده است اما از نظر دانش فنی باید روی قطعات مورد نظر با دقت کار شود، چون تولید قطعات به این روش دشواری خاص خود را دارد.
البته برای تولید قطعات ساده و با ضخامتهای زیاد (توربینهای قدیمی و صنعتی) که از نظر تلرانس های ابعادی حساسیت کمتری دارند، مشکل چندانی وجود ندارد. اما در مورد قطعات نازك و قطعات ماهیچه خور و سوراخدار پیچیدگیها و حساسیتهای خاص وجود دارد. از آنجا که در ریخته گری دقیق، دانش پایه آن موجود است، در بحث دانش فنی باید بیشتر به نکات پیچیده و ظریف توجه شود. یعنی بعد از این باید برای کسب دانش فنی قطعات نازک، قطعات پیچیده و قطعات بزرگ دارای حساسیت بیشتر، تلاش شود. قطعات پس از ریخته گری معمولاً باید تحت عملیات HIP قرار گیرند. به دلیل عدم وجود تجهیزات مورد نیاز در حال حاضر قطعات ریختگی در خارج از کشور HIP میشوند.
3- ماشین‌كاری
قطعات سوپرآلیاژی بعد از ریخته گری باید ماشینکاری شوند که نقشه ها و دستورالعملهای لازم از طریق مهندسی معکوس آماده میشود. ماشین‌كاری سوپرآلیاژها صنعت مربوط به خود را دارد. سوپرآلیاژها و به خصوص آنهایی كه ریخته گری میشوند، بسیار سخت و محكم میباشند. در 10 سال گذشته برای تراشكاری‌های ساده، تجهیزات خوبی خریداری شده است و دانش فنی آن در حال تکمیل و توسعه میباشد و تقریباً در تراشكاری پره ریخته شده، مشكلی وجود ندارد.
اما تكنولوژی بعدی مورد نیاز در این قسمت، تکنولوژی سوراخكاری پرهها به روش الکتروشیمیایی جهت ایجاد سوراخهای خنک کننده هوا روی پرهها میباشد. در این بخش فعلاً دانش فنی و تجهیزات لازم موجود نیست و وزارت نیرو در حال وارد كردن تكنولوژی آن است. در حال حاضر شركت‌های داخلی برای سوراخكاری قطعات، آنها را به خارج از كشور ارسال می‌كنند.
4- پوششدهی
برای پوششدهی در كشور، دو مركز خوب موجود است. یك مركز در "صها" است كه پوششدهی پرههای هوایی را انجام می‌دهد و با استانداردهای 30 سال پیش كار می‌كند. مشكل این مركز، قطع ارتباط با صنعت مادر خود و عدم به روزكردن استانداردهای خود است. مركزی نیز در کرج وجود دارد که روی پوششدهی پرههای صنعتی وزارت نیرو مشغول فعالیت است.
مطلب قابل توجه در اینجا، حرکت به سمت پوشش‌های جدید است. در حال حاضر قطعاتی در داخل کشور وجود دارند که با "پلاسما اسپری" تحت خلاء، پوشش داده میشوند. هرچند که تجهیزات آن قبلاً خریداری شده است، ولی به طور متمرکز روی آن کاری صورت نگرفته است، لذا برنامه ریزی در این زمینه نیز ضروری است.
وضعیت كنونی كشور در رابطه با تولید توربین گازی
اقداماتی توسط وزارتخانه های نیرو و نفت، جهت تمركز تولید توربین در حال انجام است. یكی از مشكلات مهم در بحث ساخت و تعمیر توربینها، تنوع آنها میباشد كه در نتیجه توجیه اقتصادی از بین میرود. بنابراین در این وزارت خانه ها تصمیم گرفته شد كه تنوع، پایین آورده شود و انتقال دانش روی موتورهای خاصی انجام گیرد.
در این رابطه وزارت نیرو برای تولید 30 عدد توربین گازی "زیمنس" که با استفاده از شرکتهای داخلی ساخته خواهد شد، قراردادی با شرکت Ansaldo ایتالیا منعقد کرده است كه در این راستا شرکت "توگا" تأسیس شده است. در این قرارداد، تکنولوژی تمامی بخشهای توربین بجز پرههای آن انتقال داده میشود و اخیراً برای تولید پرههای این توربینها با شرکتهای Non-OEM ارتباط برقرار شده است.
وزارت نفت نیز قراردادی با "Alstom" جهت ساخت 50 دستگاه توربین، برای انتقال دانش فنی به داخل کشور منعقد کرده است که البته در اینجا نیز پرهها جزء قرارداد نیست.
در بخش هوایی اطلاعات دقیقی در مورد برنامه کلان ساخت موتورهای توربین گازی در دسترس نیست. اما رشد صنعت پرههای هوایی در کشور نیاز مبرم به برنامه ریزی کلان و تعیین اهداف درازمدت در این زمینه دارد.
خواستم بگم فعلا هستیم و تنها نیستید.
http://mechanic-4all.blogfa.com/8606.aspx
Similar threads
| Thread starter | عنوان | تالار | پاسخ ها | تاریخ |
|---|---|---|---|---|
|
بچه درسخون های مکانیک !(تاپیک انرژی دهی برای مطالعه !) | مهندسی مکانیک | 1493 |
Similar threads
-
بچه درسخون های مکانیک !(تاپیک انرژی دهی برای مطالعه !)
- شروع شده توسط sadansy
- پاسخ ها: 1K