بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
بررسي انواع روشهاي خنك كاري پره هاي توربين گازي
اسلاید 2 :
مقدمه
از سيستم هاي خنك كاري به منظور بهينه سازي و افزايش راندمان استفاده مي شود.
با افزايش دماي گازهاي احتراق ورودي به توربين بازده چرخه توربين گاز افزايش مي يابد .امروزه اين دما در حدود1100 تا 1260 درجه سانتيگراد است.
سازندگان توربين هاي گازي تلاش مي كنند تا بتوانند اين دما را به1700درجه برسانند و در آينده تا دماهاي بالاتر نيز مورد نظر است.
با توجه به اينكه افزايش دماي ورودي به توربين يك مزيت اجتناب ناپذير است اما براي خنك كاري پره هاي توربين بايد تمهيدات لازم انديشيده شود.
اسلاید 3 :
خنك سازي
در توربينهاي قديمي به دليل پائين بودن دما نيازي به خنك سازي وجود نداشت
استفاده از دماهاي بالا موجب بوجود آمدن تنشهاي گرمايي در پره هاي متحرك و كاهش طول عمر پره مي شود.
به طور كلي دماي سطح پره بايد در كمتر از 900 درجه سانتيگراد باشد تا خوردگي پره از حد مجاز تجاوز نكند.
خنك سازي پره با خالي كردن داخل آن و جاري كردن شاره خنك كننده از فضاي خالي شده امكان پذير مي باشد(شكل 1)
پره توخالي سبك تر از پره تو پر بوده و عدد بيو در آن خيلي كوچكتر است و از اين رو توزيع دما در آن نسبتا يكنواخت مي باشد.
اسلاید 4 :
خنك سازي
شكل 1
اسلاید 5 :
انواع سيستم هاي خنك كاري
اسلاید 6 :
خنک سازی
شاره هاي خنك كننده هوا و آب مي باشند.
ازهوا تا دماي 1150 درجه سانتيگراد استفاده مي شود.
از آب تا دماي 1315 درجه سانتيگراد استفاده مي شود.
از سيستم تركيبي مابين اين دو دما استفاده مي شود.
از آب براي قسمتهاي دما بالا (پره ثابت) ورودي از هوا براي مابقي پره ها استفاده مي كنيم.
اسلاید 7 :
انواع خنك كاري با هوا
اسلاید 8 :
1.خنك كاري جابجايي Convection Cooling
اين فرم از خنک کاري با هدايت جريان هوا به داخل پره توربين و دفع حرارت از طريق ديواره ها انجام مي گيرد. معمولا جريان هوا در جهت شعاعي مي باشد و از چند مسير مارپيچ از ته تا نوک پره گذشته و خنک کاري صورت مي گيرد. خنک کاري جابجايي در اغلب توربينهاي گاز در حال حاضر مرسوم مي باشد.
اسلاید 9 :
1.خنك كاري جابجاييConvection Cooling
اسلاید 10 :
2. خنک کاري پاششي Impingment cooling
اين نوع خنک کاري در واقع همان نوع جابجائي ولي با شدت بسيار بالا مي باشد که در آن هوا با سرعت بسيار زياد به صورت فواره به سطح داخلي ايرفويل افشانده مي گردد و باعث مي شود که انتقال حرارت زيادي از سطح فلز به هواي خنک کن صورت گيرد.
اين نوع خنک کاري همواره در قسمتي از پره صورت مي گيرد تا اينکه توزيع درجه حرارت را در پره يکسان نمايد. مثلا در لبه هدايت پره که درجه حرارت بالا ميرود از افشاندن هوا استفاده مي شود و در بقيه قسمتهاي پره نوع جابجائي معمولي مي باشد.
اسلاید 11 :
2. خنک کاري پاششي Impingment cooling
اسلاید 12 :
3.خنك كاري لايه ايي Film Cooling
اين نوع خنک کاري براين اساس کار مي کند که يک لايه عايق هوا بين گاز داغ و پره برقرار مي گردد و انتقال حرارت را به ديواره پره از طرف گاز داغ کم مي کند.
در واقع به همان روشي اتاقهاي احتراق در مقابل گازهاي داغ بوسيله ايجاد لايه عايق هوا حفاظت مي شود در لبه پره ها نيز همين عمل انجام مي گيرد که در واقع هوا از داخل سوراخهاي ريزي از لبه پره عبور مي کند و به بيرون پره مي رسد و همين عمل به علت ايجاد فيلم عايق علاوه بر خنک کاري ضريب انتقال حرارت به پره را از سمت گاز داغ کم مي کند.
اسلاید 14 :
4. خنک کاري نفوذی Transpiration Cooling
خنک کردن با اين روش احتياج به اين دارد که جريان هواي خنک کن از ديواره سوراخ دار متخلخل پره عبور نمايد و انتقال حرارت مستقيما بين هواي خنک کن و گاز داغ وجود دارد در درجه حرارت هاي بسيار بالا خنک کاري تراوشي بسيار موثر خواهد بود زيرا تمام سطح پره را جريان هواي خنک کن فرا گرفته است
دراين طرح پره به صورت يک پوسته دو جداره توخالي است که توسط سوراخهاي ريزي که در آن وجود دارد خنک مي شود. هوا از اين سوراخها عبور کرده و سپس وارد پوسته متخلخل مي شود و از بيرون پره عبور مي کند.
اسلاید 16 :
توزيع دما پره در حالت خنك كاري تراوشي
اسلاید 17 :
خنک کاري با آب Water Cooling
در اين روش آب از داخل لوله هايي نازک که در پره تعبيه شده است عبور مي کند و از نوک پره به صورت بخار بيرون مي آيد که در اينصورت به بهترين وجه خنک کاري صورت مي گيرد با اين روش مي توان درجه حرارت پره را حتي کمتر از 540 درجه نگهداشت.
