مقاله دینامیک سیالات در توربو ماشین ها

اختصاصی از فی ژوو مقاله دینامیک سیالات در توربو ماشین ها دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

تعداد صفحات : 188

فرمت فایل : word (قابل ویرایش)

فهرست مطالب :

ویژگیهای میدان های جریان در توربو ماشین ها:

ویژگیهای اساسی جریان:

جریان در دستگاههای تراکمی:

مقدمه:

 جریان در کمپرسورهای سانتریفوژ:

جریان در سیستم های انبساطی: 

توربین های محوری از یک یا چند طبقه از استاتور و روتور برای انبساط

جریان در توربینهای شعاعی

 مراحل مختلف مدلسازی مرتبط با فرآیند طراحی

 مدلسازی جریان برای پروسس طراحی جزء به جزء

قابلیتهای حیاتی برای تجهیزات آنالیز جریان در توربو ماشینها.

 معادلات حاکم و شرایط مرزی

 مدلسازی اغتشاش و انتقال:

 تحلیل ناپایداری و اثر متقابل ردیف پره ها:

تکنیک های حل عددی: 

  مدل سازی هندسی :

ملاحظات مربوط به قبل و بعد از فرآیند:

  انتخاب ابزار تحلیلی:

   مسیرهای پیش رو در طراحی قطعه:

مراجع :

تست عملکرد اجزا:

عدد رینولدز:

تست عملکرد توربو ماشین ها:

روش تحلیل تست:

روش تست کردن:

اطلاعات عملکردی مورد نیاز:

اندازه گیری های مورد نیاز:

طراحی ابزار و استفاده از آنها:

اندازه گیری های فشار استاتیک:

اندازه گیری های درجه حرارت کل:

بررسی های شعاعی:

سرعتهای چرخ روتور:

اندازه گیریهای گشتاور:

اندازه گیریهای نرخ جریان جرم:

اندازه گیریهای دینامیکی:

شرایط محیطی:

سخت افزار تست:

ملاحظات طراحی وسایل:

نیازهای وسایل:

ابزارآلات بازده:

اندازه گیریهای فشار

اندازه گیریهای زاویه جریان

روشهای تست و جمع آوری اطلاعات

در طی آزمون:

روشهای آزمون:

ارائه اطلاعات:

تحلیل و کاهش اطلاعات:

پارامترهای بازده:

مشخص کردن حاشیه استال (stall margin)

مراجع

جریان در فن ها و کمپرسورهای محوری:

مقدمه:

در طراحی کنونی توربو ماشینها، و بخصوص برای کاربردهای مربوط به موتورهای هواپیما، تاکید اساسی بر روی بهبود راندمان موتور صورت گرفته است. شاید بارزترین مثال برای این مورد، «برنامه تکنولوژی موتورهای توربینی پر بازده مجتمع» (IHPTET) باشد که توسط NASA و DOD حمایت مالی شده است.

هدف IHPTET، رسیدن به افزایش بازده دو برابر برای موتورهای توربینی پیشرفته نظامی، در آغاز قرن بیست و یکم می باشد. بر حسب کاربرد، این افزایش بازده از راههای مختلفی شامل افزایش نیروی محوری به وزن، افزایش توان به وزن و کاهش معرف ویژه سوخت (SFC) بدست خواهد آمد.

وقتی که اهداف IHPTET نهایت پیشرفت در کارآیی را ارائه می دهد، طبیعت بسیار رقابتی فضای کاری کنونی، افزایش بازده را برای تمام محصولات توربو ماشینی جدید طلب می کند. به خصوص با قیمتهای سوخت که بخش بزرگی از هزینه های مستقیم بهره برداری خطوط هوایی را به خود اختصاص داده است،  SFC، یک فاکتور کارایی مهم برای موتورهای هواپیمایی تجاری می باشد.

اهداف مربوط به کارایی کلی موتور، مستقیما به ملزومات مربوط به بازده آیرودینامیکی مخصوص اجزاء منفرد توربو ماشین تعمیم می یابد. در راستای رسیدن به اهداف مورد نیازی که توسط IHPTET و بازار رقابتی به طور کلی آنها را تنظیم کرده اند، اجزای توربو ماشینها باید به گونه ای طراحی شوند که پاسخگوی نیازهای مربوط به افزایش بازده، افزایش کار به ازای هر طبقه، افزایش نسبت فشار به ازای هر طبقه، و افزایش دمای کاری، باشند.

بهبودهای چشمگیری که در کارایی حاصل خواهد شد، نتیجه ای از بکار بردن اجزایی است که دارای خواص آیرودینامیکی پیشرفته ای هستند. این اجزا دارای پیچیدگی بسیار بیشتری نسبت به انواع قبلی خود هستند که شامل درجه بالاتر سه بعدی بودن، هم در قطعه و هم در شکل مسیر جریان می باشد.

میدان های جریان مربوط به این اجزا نیز به همان اندازه پیچیده و سه بعدی خواهد بود. از آنجایی که درک رفتار پیچیده این جریان، برای طراحی موفق چنین قطعاتی حیاتی است، وجود ابزارهای تحلیلگر کارآتری که از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) بهره می برند، در پروسه طراحی، اساسی می باشد.

در گذشته، طراحی قطعات توربو ماشین ها با استفاده از ابزارهای ساده ای که بر اساس مدلهای جریان غیر لزج دو بعدی بودند کفایت می کرد. اگرچه با روند کنونی به سمت طراحی ها و میدانهای جریان پیچیده تر، ابزارهای پیشین دیگر برای تحلیل و طراحی قطعات با تکنولوژی پیشرفته مناسب نیستند. در حقیقت جریانهایی که با این قطعات برخورد می کنند، به شدت سه بعدی (3D)، ویسکوز، مغشوش و اغلب با سرعت ها ، در حد سرعت صوت می باشند. این جریان های پیچیده، قابل فهم و پیش بینی نیستند، مگر با بکار بردن تکنیک های مدلسازی که به همان اندازه پیچیده هستند. برای پاسخگویی به نیاز طراحی چنین قطعاتی، ابزارهای CFD پیشرفته ای لازم است که قابلیت تحلیل جریانهای سه بعدی، لزج و در محدوده صوتی، مدل سازی اغتشاش و انتقال حرارت و برخورد با پیکربندی های هندسی پیچیده را داشته باشد. علاوه بر این، جریانهای گذرا (ناپایا) و تعامل ردیفهای چندگانه تیغه ها باید مورد ملاحظه قرار گیرد.

هدف این فصل این است که بازنگری مختصری از مشخصات جریان در انواع مختلف قطعات توربوماشینها ارائه داده و نیز خلاصه ای از قابلیتهای تحلیلی CFD که مورد نیاز برای مدل کردن چنین جریانهایی هستند را بیان کند.