پروزه پایانی انتخاب یک سیستم خنک سازی توربین گازی

توضیحات

         پروزه پایانی انتخاب یک سیستم خنک سازی توربین گازی

مقدمه....................................................................................................................................................1
خنك سازي توربين بعنوان يك تكنولوژي كليدي براي بهینه سازی  موتورهاي توربين گازي....................................................................................................................................................7
چالش هاي خنك سازي براي دماهاي پيوسته درحال افزايش گاز ونسبت فشاركمپرسور........................8
تكنيك هاي خنك سازي استفاده شده متداول.....................................................................................14
تاثير خنك سازي.................................................................................................................................18
مشكلات خنك سازي..........................................................................................................................22
تركيب پوشش هاي حصار حرارتي و خنك سازي..................................................................................30
فرايند بهبود خنك سازي ايرفويل........................................................................................................32
تعريف پارامترهاي شباهت انتقال جرم و حرارت اصلي...........................................................................35
كنش متقابل انتقال جرم – حرارت در لايه مرزي ايرفویل.......................................................................36
نقش تشابه در رقابت تجربي حرارت ايرفويل توربين و انتقال جرم.........................................................42
موضوعات انتقال حرارت گذرا و پايدار در بخش داغ موتور.....................................................................44
دماي فلز و تاثير آن روي عمر اجزاي توربين.......................................................................................46
موضوعات مربوط به تغييرمكان هاي دمایی گذرای روتوربه استاتوروكنترل فاصله نوك آزاد..................48
خنك سازي نازل توربين......................................................................................................................56
تقابل با محفظه احتراق........................................................................................................................58
انتقال حرارت پره..............................................................................................................................65
     -خميدگي......................................................................................................................................69
     -تاثيرات ناهمواری..........................................................................................................................74
     -اغتشاش.....................................................................................................................................................76
خنک سازی فیلم پره..........................................................................................................................76
     -نسبت دمش.................................................................................................................................86
     -انحناي سطح................................................................................................................................87
     -گراديان فشار...............................................................................................................................88
     -آشفتگي جريان اصلي...................................................................................................................89
     -شيارهاي خنك سازي فيلم...........................................................................................................91
     -تجمع فيلم.................................................................................................................................92
     -تاثير تزريق هواي خنك سازي فيلم روي انتقال حرارت سطح......................................................94
موضوعات خنك سازي ديواره نهایی....................................................................................................95
خنك سازي تيغه توربين...................................................................................................................100
تاثیرات سه بعدی ودورانی روی انتقال حرارت تیغه.............................................................................102
     -نیروهای دورانی.........................................................................................................................102
     -تاثيرات سه بعدي......................................................................................................................105
پروفایل دماي گاز شعاعی................................................................................................................106
 
تاثيرات ناپيوستگي...........................................................................................................................107
تكنيك هاي خنك سازي دروني تيغه................................................................................................109
     -گذرگاههاي دروني هموار............................................................................................................111
     - تيرك ها/فین ها (نوارهاي زاويه دار يا طولي)..............................................................................113
     -پین فین ها..............................................................................................................................121
     -تاثير جت ................................................................................................................................................128
     -جريان گردابي...........................................................................................................................138
     -خنك سازي فيلم.......................................................................................................................141
موضوعات خنك سازي سكو و راس ...................................................................................................144
خنك سازي ساختارهاي روتور و استاتور............................................................................................148
     -منبع خنك سازي و سيستم هاي هواي ثانويه .............................................................................148
بافر كردن مجموعه ديسك و روشهاي خنك سازي ديسك.................................................................153
خنك سازي ساختارحفاظتی نازل و جایگاه توربين...........................................................................158
خنك سازي  محفظه احتراق..............................................................................................................161
     -تاثير تحول طراحي  محفظه احتراق روي تكنيك هاي خنك سازي..............................................161
خنك سازي تعريق..........................................................................................................................167
خنك سازي نشتي...........................................................................................................................169
همرفتي بخش پشتي افزوده.............................................................................................................173
پوشش دهي حصار حرارتي...............................................................................................................177
انتقال حرارت تجربي پيشرفته و معتبر سازي خنك سازي..................................................................179
ارزیابی انتقال حرارت بيروني و تكنيك هاي معتبر سازي خنك سازي...............................................180
     -رنگ حساس به فشار.................................................................................................................182
     -ارزيابي غير مستقيم آشفتگی....................................................................................................185
ارزيابي هاي انتقال حرارت و جريان داخلي.........................................................................................188
شبيه سازي انتقال حرارت مزدوج و معتبر سازي در يك آبشار داغ......................................................194
     -معتبر سازي تاثير خنك سازي تيغه در آبشار داغ........................................................................194
شرايط مرزي تجربي ديسك توربين...................................................................................................200
تائيد خنك سازي در يك آزمون موتور..............................................................................................204
     -ابزار بندي متعارف......................................................................................................................204
     -پيرومتر درج شده درگاه بروسكوب............................................................................................205
     -رنگ هاي حرارتي دما بالا...........................................................................................................206
بررسي هاي چند نظامي در انتخاب سيستم خنك سازي توربين........................................................207
    
 
مقدمه
اين فصل عمدتاً روي موضوعات انتقال جرم و حرارت تمركز مي يابد چون آنها براي خنك سازي اجزا ي 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.

فهرست اسامی نمادها
a- سرعت صورت
b- بعد خطي در عدد دوراني
A-    منطقه مرجع, منطقه حلقوي مسير گاز
Ag – سطح خارجي ایرفویل
  - عدد شناوري
BR,M- نرخ وزش
CP- حرارت ويژه در فشار ثابت
d-قطر هيدروليكی
e- ارتفاع آشفته ساز
  -عدد اكرت
g- شتاب جاذبه زمین
FP= پارامتر جريان براي هواي خنك سازي
G= پارامتر ناهمواري انتقال حرارت
Gr=   - عدد گراشوف
h- ضريب انتقال حرارت
ht- ضريب انتقال حرارت افزايش يافته با آشفته سازها
  - نسبت شار اندازه حركت
k- رسانايي حرارتي
  -رسانايي حرارتي سيال
L-طول مرجع
m-نرخ جريان جرم
mc- نرخ جريان خنك سازي
M=  - نرخ دمش
Ma= V/a- عدد ماخ
rpm وN- سرعت روتور
NUL= hL/kf- عدد نوسلت
Pr=   -عدد پرانتل
PR= نسبت فشار كمپرسور
Ps=فشار استاتيك
Pt= فشار كل
Ptin-فشار كل ورودي
Q- نرخ انتقال حرارت- نرخ انتقال انرژي
 - شار حرارتي
p- شيب بام آشفته ساز
r- وضعيت شعاعي
R- شعاع ميانگين, شعاع محفظه احتراق (كمباستر), مقاومت, ثابت گاز
Ri-شعاع موضعي تیغه
RT- شعاع نوك تیغه
Rh=شعاع توپي يا مرکز تیغه
Red=   - عدد رينولدز براساس قطر هيدروليکی d
ReL=  - عدد رينولدز براساس L
Ro= b/U  - عدد دوراني
Ros= 1/Ro- عدد Rossby
s-فاصله سطح نرمال شده
St- عدد استانتون
t- زمان
Tc- دماي هواي خنك سازي و نيز دماي تخليه كمپرسور
Tf- دماي فيلم سطح
Tg- دماي گاز
Tgin- دماي گاز ورودي
Tm- دماي فلز و نيز دماي لايه مخلوط سازي
Tref- دماي مرجع
Tst- دماي استاتيك موضعي
Tu- شدت جريان آشفتگي
 - نوسان سرعت محوري محلي
uin- سرعت گاز  ورودي
U,V,W- مولفه هاي سرعت جريان خنك سازي يا جريان اصلي در جهات  z, y, x
w- پهنا
 - زوايه شيب جت فيلم
 - زاويه بين فيلم جت و محورهاي جريان اصلي
 - نسبت حرارتي ويژه
 - ضريت حجمي انبساط حرارتي, همواري سطح
 - قابليت انتشار حرارتي گردابي
  - قابليت انتشار اندازه حركت گردابي
 - تاثير انتقال حرارت
 - تاثير خنك سازي
 - بارزه حرارتي
  - ويسكوزيته مطلق گاز
 - چگالي
 - حد تنش گسيختگي
 - فركانس دوراني
زير نويس ها
aw- ديوار آدياباتيك                     d- براساس قطر لبه هدايت كننده (سيلندر)
b- جسم                                   o-كل                                                     
C- خنك كننده                          w-ديوار
 - ویژگی جريان اصلي(جریان آزاد)tur-توربين
f- فيلم                                    hc- آبشار داغ