تحقیق بررسی عایق های حرارتی در موتور زیردریایی

توضیحات

تحقیق بررسی عایق های حرارتی در موتور زیردریایی

چکیده

موتور زیر دریایی یک موتور دیزلی است که دمایی در حدود 400 درجه سانتی گراد از بدنه آن انتشار می یابد، عایق های حرارتی که در تمام موتورهای دیزل استفاده می­شود برای زیردریایبها هم مورد استفاده قرار می­گیرند.

امروزه نیاز به افزایش بازده موتورها به منظور مصرف سوخت کمتر و انتشار آلاینده­های کمتر از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. در این پروژه به بررسی پوشش­های سد حرارتی مورد استفاده برای افزایش بازده در موتورهای دیزل می­پردازیم.

پوشش­ها با توجه به پایداری در هدایت حرارتی، چقرمگی شکستگی[1]، سختی، تخلخل و مدهای شکست آنها بررسی می­شوند. این پارامترها با استفاده از فلاش لیزر، چقرمگی شکست دندانه­ی ویکرز[2] و روش­های بررسی میکروسکوپی بدست می­آیند.

بررسبهای انجام شده توسط محققین نشان می­دهد که پوشش­های بر پابه­ی زیرکونیای، هدایت حرارتی پایین، سختی بالا و چقرمگی شکست پایداری را در مقایسه با سایر مواد از خود نشان می­دهند.

مقدمه

سختگیرانه­تر شدن قوانین انتشار آلاینده­ها باعث شده تا توجه به افزایش بازده موتورهای دیزلی به شدت مورد توجه قرار گیرد. افزایش بازده این موتورها علاوه بر کاهش میزان ورود آلاینده ها از طریق بهبود کیفیت سوختن، باعث کاهش مصرف سوخت نیز می­شود. این موضوع باعث تأثیرات اقتصادی و زیست­محیطی مثبت می­شود. افزایش بازده از طریق افزایش فشار محفظه­ی احتراق بدست می­آید که این خود باعث افزایش دمای موتور خواهد بود. با این افزایش دما، بخش­های مختلف موتور به ویژه منیفلد[3] آن آسیب­های بیشتری را تجربه خواند کرد، که این موضوع باعث شده تا محققین به فکر استفاده از موتد جدید در ساخت قطعات باشند که توان تحمل این دماهای بالا را داشته باشند. یک راه حل این موضوع استفاده از مواد جدید برای ساخت قطعات می­باشد اما راه حل مؤثر تر برای این موضوع و کاهش اتلاف حرارتی و در نتیجه افزایش بازده، استفاده از پوشش­های سد حرارتی[4] می­باشد. پوشش­های سد حرارتی معمولاً یک سطح پوششی دو ترکیبه است که شامل یک پوشش میانی[5] و پوشش رویی[6] سرامیکی می­باشد. پوشش رویی سرامیکی یک گرادیان دمایی باشیب تند ایجاد می­کند که می­تواند احتلاف دمای 300 درجه­ای ایجاد کند و از ماده­ی بستر، محافظت نماید. با استفاده از پوشش­های سطح حرارتی دیگر نیاز به تغییر جنس قطعه وجود ندارد و از کارافتادگی ناشی از اکسیداسیون و تغییر فاز قطعات اتفاق نخواهد افتاد. انجام پروژه مکانیک

به منظور کاهش خطرات زیست محیطی و بهداشتی گازها و ذزات خروجی از این موتورها، نیاز به بهبود بازده این نوع موتورها به شدت احساس می­شود. افزایش توان خروجی موتورهای دیزلی باعث بهبود بازده موتورها و کاهش چشمگیر انتشار مواد آلاینده در این موتورها می­شود. این افزایش بازده باعث می­شود تا منیفلد اگزوز و اجزاء اطراف آن در معرض دماهای بالاتری قرار گیرند. ماده­ی مورد استفاده در ساخت منیفلد موتورهای دیزلی سنگین، معمولا SiMo51 می­باشد. دماهای بالایی که موتور دیزل تجربه می­کند از محدوده­ی قابل توان این چدن، خارج است. بنابراین کاهش دمای ماده در منیفلد به منظور افزایش طول عمر آن ضروری و حیاتی به نظر می­رسد که همین موضوع توجه بسیاری محققین را به خود جلب کرده است. این کاهش دما معمولا با استفاده از پوشش­های سد حرارتی بر روی ماده قابل انجام است. یکی از روش­های انجام پوشش گذاری که بسیار مورد استفاده قرار می­گیرد، روش پلاسما اسپری می­باشد که برای قرار دادن پوشش در سطح بیرونی منیفلد مورد استفاده قرار می­گیرد. قرار دادن پوشش به این صورت، در بیرون منیفلد باعث می­شود تا از تشعشع حرارت به سایر اجزاء جلوگیری شود و همچنین باعث افزایش دمای گاز خروجی شده که این موضوع باعث افزایش بازده توربو خواهد شد. اگرچه با این روش پوشش­گذاری، خود چدن همچنان در معرض دمای بالا قرار خواهد داشت. راه دیگر کاهش اتلاف حرارت و داشتن دوام بالا برای قطعه، پوشش­گذاری در داخل لوله­های منیفلد می­باشد. یکی از روش­هایی که ممکن است برای این کار مورد استفاده قرار گیرد، فرو بردن قطعه در داخل دوغاب و سپس حرارت دادن به آن به منظور ایجاد یک پوشش چسبنده می­باشد. سدهای حرارتی مدتهاست که برای توربین­های گازی مورد استفاده قرار می­گیرند. طی 20 سال گذشته، استفاده از این سدهای حرارتی برای موتورهای دیزلی نیز کاربرد پیدا کرده­اند. هدف از پوشش­گذاری اجزاء موتور دیزل، بهبود بازده حرارتی، کاهش وزن با حذف کردن سیستم­های خنک کننده و افزایش ضریب اطمینان اجزاء می­باشد. محققین مختلف تأثیر مثبت استفاده از پوشش­های سد حرارتی در افزایش بهره­وری را گزارش کرده­اند. اضافه کردن یک پوشش به منیفلد، بازده و اطمینان قطعه را بیش از پیش افزایش خواهد داد.

انرژی نقش مهمی در پیشرفت اقتصادی کشورهای مختلف بازی می­کند. رشد سریع اقتصادی و صنعتی چین و هند که نزدیک به یک سوم جمعیت جهان را در خود جای می­دهند، نیاز به انرژی را در سال­های اخیر به شدت افزایش داده است. با توجه به نیاز به محافظت از محیط زیست و همچنین با توجه به عدم قطعیت تأمین انرژی مورد نیاز در آینده، نیاز به استفاده از منابع پایدار انرژی و روش­های حفظ انرژی به شدت در دنیای کنونی احساس می­شود.  موتورهای دیزل یکی از مهم­ترین واحدهای تولید توان می­باشند. نزدیک به دو سوم انرژی این موتورها از طریق گازهای خروجی و آب مورد استفاده برای سرد کردن این موتورها هدر می­رود. جلوگیری از هدر رفت این مقادیر انرژی در این موتورها به شدت احساس می­شود و امری ضروری است.

[1] Fracture toughness

[2] Vickers indentation fracture toughness

[3] manifold

[4] Thermal Barrier Coatings

[5] bondcoat

[6] topcoat

زیردریایی

اجزاء زیر دریایی

اجزاء بیرونی زیردریایی شامل بدنه استوانه بیضی شکل با دوبال افقی در جلو و دوبال عمودی در عقب برای شیرجه رفتن به عمق و اوج گرفتن به سطح آب، یک سکان برای حرکت به چپ و راست ، یک پروانه در دم بدنه برای تولید نیروی محرکه زیردریایی و یک بادبان برای ورود و خروج خدمه به سطح آب است.

درضمن یک آنتن رادیویی برای تماس با زیردریایبها و کشتبهای دیگر و یک پریسکوپ برای مشاهده سطح آب از زیر دریا روی بادبان تعببه شده است.

بدنه زیردریایی از دو پوسته (قشر) ساخته شده که مابین آنها خالی است. به این فضای خالی، مخزن بالاست (سنگینی) می‌گویند. روی قشر بیرونی و بالای بدنه، دریچه‌ای برای خروج هوا (دریچه اصلی) و در پائین بدنه هم دریچه‌ای برای ورود و خروج آب به مخزن بالاست تعببه شده است

داخل زیردریایی هم مخزن گاز فشرده با دو دریچه خروج هوا به مخزن بالاست روی قشر درونی تعببه شده است. وزن زیردریایی با مخزن بالاست خالی، کمتر از نیروی شناوری آب دریاست و بنابراین زیردریایی در این حالت مانند کشتی روی سطح آب باقی خواهد ماند.

برای فرورفتن زیردریایی در آب، دریچه خروج هوا (دریچه اصلی) و دریچه ورود آب را باز می‌کنند تا آب دریا وارد مخزن بالاست شود. به این ترتیب وزن زیردریایی بیشتر از نیروی شناوری می‌شود و زیردریایی در آب فرومی‌رود.

برای بالا آمدن زیردریایی دریچه اصلی را می‌بندند و دریچه گاز فشرده شده را باز می‌کنند تا هوا وارد مخزن بالاست شود. با ورود گاز به مخزن و خروج آب از دریچه‌های پائینی، وزن زیردریایی کم می‌شود و نیروی شناوری آن را بطرف بالا می‌برد.

پروانه نصب‌شده در انتهای دم زیردریایی با چرخش خود، زیردریایی را به جلو و با چرخش برعکس به عقب! هدایت می‌کند. برای شیرجه رفتن بطرف پائین (درهنگام حرکت به جلو) انتهای بالهای جلو بطرف بالا و انتهای بالهای عقب بطرف پائین کج می‌شوند و برای اوج گرفتن نیز انتهای بالهای جلو بطرف پائین و انتهای بالهای عقب زیردریایی بطرف بالا کج می‌شوند تا (مانند پرواز هواپیما در هوا ) مسیر سیال عبوری (آب) از بالها برای حرکت به مسیر دلخواه تغییر یابد و نیروی بالابر یا پائین‌بر تولید شود

برای حرکت به چپ و راست نیز از سکان عقب کمک گرفته می‌شود. مثل حرکت کشتی و هواپیما (درهنگام حرکت به جلو ) با کج کردن سکان به چپ، زیردریایی به چپ و با کج کردن سکان به راست، زیردریایی بطرف راست خواهد چرخید.

پریسکوپ داخل زیردریایی هم از ۲ آینه کج با زاوبه ۰۴۵ درجه ساخته شده تا خدمه بتوانند با چرخاندن آن، کشتبهای سطح آب را مشاهده کنند

از آنتن رادیویی هم برای ارسال سیگنال به اطراف و برقراری ارتباط با دیگر زیردریایبها و کشتبهای دیگر و نیز از فرستنده دیگری ( رادار ) برای تشخیص موانع سرراه زیردریایی کمک می‌گیرند.

فهرست مطالب

لیست شکل ها 3

لیست جداول. 5

چکیده 5

مقدمه. 6

زیردریایی.. 9

اجزاء زیر دریایی.. 9

تأمین نیرو(توان) زیردریایی.. 11

موتور دیزل. 13

معرفی.. 13

موتور های چهار زمانه. 14

کورس مکش… 14

کورس تراکم. 15

کورس قدرت (انجام کار) 15

کورس تخلبه. 15

موتورهای دو زمانه. 16

عایقبندی اجزاء موتور 17

مواد پوشش سد حرارتی 17

مواد مورد استفاده در ساخت بستر. 20

SiMo51. 21

D5S. 21

HK30. 22

فرایندهای پوشش گذاری.. 22

اسپری پلاسما (Plasma-Spraying) 23

رسوب بخار فیزیکی به کمک پرتوی الکترونی (EB-PVD) 23

اسپری پلاسمای سوسپانسیون (Suspension Plasma Spraying) 25

رسوب بخار هدایت شده (DVD) 25

پوشش گذاری دوغابی (Slurry coating process) 26

فرایند Sol-gel 27

خواص مواد. 29

ضریب هدایت حرارتی.. 29

ضریب انبساط حرارتی.. 29

دانسیته. 30

مواد مورد استفاده برای پوشش رویی در پوششهای سد حرارتی.. 30

Mullite. 30

زیرکونات.. 31

La₂Zr₂O₇ 32

Forsterite. 32

YSZ با ساختار نانو. 33

بررسی پوششهای حرارتی به عنوان عایقها 34

تأثیرات سیکل حرارتی بر خواص مواد. 43

تخلخل.. 43

ضریب هدایت حرارتی.. 44

سختی.. 45

بررسی ساختارمیکروسکوپی بعد از سیکل حرارتی.. 46

پوششهای سد حرارتی اسپری پلاسما بعد از سیکل حرارتی در هوا 46

سیکل حرارتی اسپری پلاسمای پوششها برای گازهای خروجی از اگزوز 47

موتور استرلينگ… 52

مزاياي موتور استرلينگ… 52

موتور استرلينگ چگونه كار مي‌كند؟ 53

بازیابی انرژی تلف شده 55

پیکربندی مبدل و مخزن ذخیرهسازی.. 57

عملکرد مبدل حرارتی بازیافت حرارت (HRHE) 61

عملکرد مخزن ذخیرهسازی انرژی.. 67

ضریب کلی اتلاف حرارت.. 67

درصد ذخیرهی انرژی.. 71

نتیجه گیری.. 73

مراجع. 75

لیست شکل­ ها

شکل 1: عملکرد موتور های دیزل چهار زمانه. 15

شکل 2 : عملکرد موتور دیزل دو زمانه. 16

شکل 3. ساختار سیستم پوشش سد حرارتی APS، قبل از سیکل حرارتی.. 20

شکل 4. شماتیک فرایند APS [10] 23

شکل 5. شماتیک فرایند EB-PVD.. 24

شکل 6. شماتیک فرایند DVD که در آن یک جریان گاز، اتمها را به سمت بستر جابجا میکند. 26

شکل 7. شماتیک پوششگذاری به روش sol-gel 27

شکل 8. نمودار فازی تکامل mullite. 31

شکل 9. تکامل فاز در سیستم اینریا-زیرکونیم. 32

شکل 10. (A) ساختار میکروسکوپی سیستم پوششی (B) ساختار میکروسکوپی ترکیب Sol-gel 38

شکل 11. گراف میکروسکوپی ترکیب sol-gel (اسپری شده) بعد از (A) 2، (B) 5 و (C) 10 فرایند پوششگذاری و سوختن. 39

شکل 12. (A) ساختار میکروسکوپی سیستم پوششی، (B) ساختار میکروسکوپی 8YSZ.. 40

شکل 13. (A) ساختار میکروسکوپی سیستم پوششی، (B) ساختار میکروسکوپی La₂Zr₂O₇ 40

شکل 14. (A) ساختار میکروسکوپی سیستم پوششی، (B) ساختار میکروسکوپی nano-8YSZ.. 41

شکل 16. (A) ساختار میکروسکوپی سیستم پوشش، (B) ساختار میکروسکوپی forsterite و نقشهی تحلیلی EDX.. 42

شکل 15. (A) ساختار میکروسکوپی سیستم پوشش، (B) ساختار میکروسکوپی mullite و نقشهی تحلیلی EDX.. 42

شکل 17. (A) تخلخل نمونهها برای 1000ساعت سیکل حرارتی هوا و 2000 ساعت سیکل حرارتی گاز خروجی (فقط برای پوششهای نوع اسپری پلاسما) و (B) ترکهای ایجاد شده بین حفرههای La₂Zr₂O₇ 44

شکل 18. تصویر SEM از SiMo51 با پوشش NiCrAlY+8YSZ که در معرض سیکل حرارتی هوا به مدت 1000 ساعت قرار گرفته است (A) اکسید شدن در سطح سطح بین پوشش میانی و بستر، (B) بزرگنمایی تصویر a. 46

شکل 19. تصاویر ساختار میکروسکوپی بعد از سیکل حرارتی هوا بعد از 1000 ساعت برای (A) سیستم mullite، (B) خرد شدن mullite، (C) سیستم fordterite، (D) ترکهای fordterite، (E) سیستم La₂Zr₂O₇، (F) نمای توپوگرافی La₂Zr₂O₇، (G) سیستم 8YSZ، (H) نمای توپوگرافی 8YSZ و (I) سیستم Nano-8YSZ.. 49

شکل 20. تصاویر SEM مربوط به اکسید شدن سطح پوشش میانی و بستر بعد از سیکل حرارتی گازهای خروجی بره مدت 2000 ساعت   51

شکل 21. شماتیک دستگاه مورد نظر. 59

شکل 22. سطح مقطع مبدل حرارتی.. 59

شکل 23. نمای مخزن ذخیرهسازی گرمایی.. 60

شکل a24. تغییر دمای گاز خروجی و روغن در ورودی و خروجی مبدل در میزان بار 25%. 62

شکل b24. تغییر دمای گاز خروجی و روغن در ورودی و خروجی مبدل در میزان بار 50%. 62

شکل c24. تغییر دمای گاز خروجی و روغن در ورودی و خروجی مبدل در میزان بار 225%. 63

شکل d24. تغییر دمای گاز خروجی و روغن در ورودی و خروجی مبدل در میزان بار کامل. 63

شکل 25. نرخ استخراج حرارت از گاز خروجی در میزان بارهای مختلف موتور. 64

شکل a26. نرخ استخراج حرارت و LMTD در میزان بار 25%. 64

شکل b26. نرخ استخراج حرارت و LMTD در میزان بار 50%. 65

شکل c26. نرخ استخراج حرارت و LMTD در میزان بار 75%. 65

شکل d26. نرخ استخراج حرارت و LMTD در میزان بار کامل. 66

شکل 27. تغییر ضریب انتقال حرارت کلی مبدل در میزان بارهای مختلف… 66

شکل 28. نودار دما بر حسب زمان برای واحد ذخیرهسازی.. 68

شکل 29. تغییر متوسط دما در ارتفاعهای مختلف مخزن ذخیرهسازی انرژی در میزان بار 25% و میزان بار کامل. 69

شکل 30. تغییر دمای روغن در لایهی 2، داخل مخزن ذخیرهسازی.. 70

شکل 31. سرعت شارژ و بازده شارژ در میزان بارهای مختلف… 71

شکل 32. درصد انرژی ذخیره شده در میزان بارهای مختلف… 72

لیست جداول

جدول 1. تأثیرات استفاده از پوشش سد حرارتی در موتورهای دیزلی.. 19

جدول 2. توضیح سیستمهای پوشش سد حرارتی.. 38

جدول 3. ضریب انبساط حرارتی ()، دانسیته () و گرمای ویژه () و ضریب هدایت حرارتی ()پوششهای سد حرارتی.. 49

مراجع

[1] Beardsley MB, Happoldt PG, Kelley KC, Rejda EF, Socie DF. Thermal Barrier Coatings for Low Emission, High Efficiency Diesel Engine Applications. Government/Industry Meeting, Washington, DC (US), 04/26/1999-04/28/1999; 1999-04-26; United States: Caterpillar, Inc. (US); 1999.

[2] Yonushonis TM. Overview of thermal barrier coatings in diesel engines. Journal of Thermal Spray Technology 1997;6(1):50-56.

[3] Ciniviz M, Salman MS, Canli E, Köse H, Solmaz Ö. Ceramic Coating Applications and Research Fields for Internal Combustion Engines. 2012; Available at: http://www.intechopen.com/books/ceramic-coatings-applicationsin-engineering/ceramic-coating-applications-and-research-fields-for-internal-combustion-engines. Accessed 01/20, 2014.

[4] Vassen R, Jarligo MO, Steinke T, Mack DE, Stöver D. Overview on advanced thermal barrier coatings. Surface and Coatings Technology 2010;205(4):938-942.

[5] Parker WD. Thermal barrier coatings for gas turbines, automotive engines and diesel equipment. Materials & Design 1992;13(6):345-351.

[6] Huibin X, Hongbo G. Thermal barrier coatings. 1st ed. Cambridge: Woodhead Publishing Limited; 2011.

[7] Li D, Perrin R, Burger G, McFarlan D. Advances in Lightweight Automotive Castings and Wrought Aluminum Alloys. 1st ed. Detroit, Michigan: Society of Automotive Engineers, Incorporated; 2004.

[8] Covert R. Properties and Applications of Ni-Resist and Ductile Ni-Resist Alloys. 2008; Available at:

http://www.nickelinstitute.org/~/Media/Files/TechnicalLiterature/PropertiesandApplicationsofNi_ResistandDuctileNi_ResistAlloys_11018_.pdf

[9] M. Ekström. DEVELOPMENT OF A FERRITIC DUCTILE CAST IRON FOR INCREASED LIFE IN EXHAUST APPLICATIONS. Stockholm, Sweden: Royal Institute of Technology; 2013.

[10] Bach FW, Laarmann A, Wenz T. Moderns surface technology. 1st ed. Weinheim: Wiley- VCH; 2006.

[11] Brinker CJ, Frye GC, Hurd AJ, Ashley CS. Fundamentals of sol-gel dip coating. Thin Solid Films 1991;201(1):97-108.

[12] Nguyen P, Harding S, Ho SY, editors. Experimental Studies on Slurry Based Thermal Barrier Coatings. 5^th Australasian Congress on Applied Mechanics; 10-12 December; Brisbane, Australia: Australasian Congress on Applied Mechanics; 2007.

[13] Almedia DS, Et a. Electron Beam-Physical Vapour Deposition of Zirconia Co-Doped with Yttria and Niobia. Materials Science Forum 2005;498-499:453-458.

[14] Curry. N. Design of Thermal Barrier Coatings . Trollhättan, Sweden: University West; 2014.

[15] J. F. Groves. Directed Vapor deposition. Virginia: School of Engineering and Applied Science; 1998.

[16] Schneider H, Komarneni S. Mullite. 1st ed. Weinheim: Wiley-VCH; 2005.

[17] Barrow DA, Petroff TE, Sayer M. Thick ceramic coatings using a sol gel based ceramic-ceramic 0–3 composite. Surface and Coatings Technology 1995;76-77(1):113-118.

[18] Sniezewski J, Et a. Sol–gel thermal barrier coatings: Optimization of the manufacturing route and durability under cyclic oxidation. Surface and Coatings Technology 2010;205(5):1256-1261.

[19] Klemens PG, Gell M. Thermal conductivity of thermal barrier coatings. Materials Science and Engineering: A 1998;245(2):143-149

[20] Litovsky EY, Shapiro M. Gas Pressure and Temperature Dependences of Thermal Conductivity of Porous Ceramic Materials: Part 1, Refractories and Ceramics with Porosity below 30%. Journal of the American Ceramic Society 1992;75(12):3425-3439.

[21] Litovsky EY, Shapiro M, Shavit A. Gas Pressure and Temperature Dependences of Thermal Conductivity of Porous Ceramic Materials: Part 2, Refractories and Ceramics with Porosity Exceeding 30%. Journal of the American Ceramic Society 1996;79(5):1366-1377.

[22] Sampath S, Et a. Role of thermal spray processing method on the microstructure, residual stress and properties of coatings: an integrated study for Ni–5 wt.%Al bond coats. Materials Science and Engineering: A 2004;364(1-2):216-231.

[23] Nakamura T, Qian G, Berndt CC. Effects of Pores on Mechanical Properties of Plasma-Sprayed Ceramic Coatings. Journal of the American Ceramic Society 2000;83(3):578-584.

[24] Shrirao PN, Pawar AN. Evaluation of Performance and Emission characteristics of Turbocharged Diesel Engine with Mullite as Thermal Barrier Coating. International Journal of Engineering and Technology 2011;3(3):256-262.

[25] Scott, H.G. Phase relationships in the zirconia-yttria system. Journal of Materials Science 1975;10(9): 1527-1535

[26] Witz G, Et a. Phase Evolution in Yttria-Stabilized Zirconia Thermal Barrier Coatings Studied by Rietveld Refinement of X-Ray Powder Diffraction Patterns. Journal of the American Ceramic Society 2007;90(9):2935-2940.

[27] Liu B, Wang JY, Zhou YC, Liao T, Li FZ. Theoretical elastic stiffness, structure stability and thermal conductivity of La2Zr2O7 pyrochlore. Acta Materialia 2007;55(9):2949-2957.

[28] Hazen RM. Effects of temperature and pressure on crystal structure of forsterite. American Mineralogist 1976;61:1280-1293.

[29] Bouhifd MA, Andrault D, Fiquet G, Richet P. Thermal expansion of forsterite up to the melting point. Geophysical Research Letters 1996;23(10):1143-1146.

[30] keyvani A, Saremi M, Heydarzadeh Sohi M, Valefi Z. A comparison on thermomechanical properties of plasma-sprayed conventional and nanostructured YSZ TBC coatings in thermal cycling. Journal of Alloys and Compounds 2012;541(1):488-494.

[31] S.M. Meier, D.K. Gupta, The Evolution of Thermal Barrier Coatings in Gas Turbine Engine Applications, J. Eng. Gas Turbine Power Trans. 116 (1994) 250–257.

[32] J.R. Nicholls, Advances in Coating Design for High-Performance Gas Turbines, MRS Bull. 28 (2003) 659–670.

[33] I. Gurrappa, A. Sambasiva Rao, Thermal barrier coatings for enhanced efficiency of gas turbine engines, Surf. Coat. Technol. 201 (2006) 3016–3029.

[34] M.J. Pomeroy, Coatings for gas turbine materials and long term stability issues, Mater. Des. 26 (2005) 223–231.

[35] G.W. Goward, Progress in coatings for gas turbine airfoils, Surf. Coat. Technol. 108–109 (1998) 73–79.

[36] G.C. Chang, W. Phucharoen, Behavior of thermal barrier coatings for advanced gas turbine blades, Surf. Coat. Technol. 30 (1987) 13–28.

[37] I. Kvernes, E. Lugscheider, Thick thermal barrier coatings for diesel engines, Surf. Eng. 11 (1995) 296–300.

[38] D.W. Parker, Thermal barrier coatings for gas turbines, automotive engines and diesel equipment, Mater. Des. 13 (1992) 345–351.

[39] U. Schulz, C. Leyens, K. Fritscher, M. Peters, B. Saruhan-Brings, O. Lavigne, J.-M. Dorvaux, M. Poulain, R. Mévrel, M. Caliez, Some recent trends in research and technology of advanced thermal barrier coatings, Aerosp. Sci. Technol. 7 (2003) 73–80.

[40] H. Chen, X. Zhou, C. Ding, Investigation of the thermomechanical properties of a plasma-sprayed nanostructured zirconia coating, J. Eur. Ceram. Soc. 23 (2003) 1449–1455.

[41] C. Zhou, N. Wang, Z. Wang, S. Gong, H. Xu, Thermal cycling life and thermal diffusivity of a plasma-sprayed nanostructured thermal barrier coating, Scripta Mater. 51 (2004) 945–948.

[42] C. Zhou, N. Wang, H. Xu, Comparison of thermal cycling behavior of plasma-sprayed nanostructured and traditional thermal barrier coatings, Mater. Sci. Eng. A 452–453 (2007) 569–574.

[43] R. Vassen, X. Cao, F. Tietz, D. Basu, D. Stöver, Zirconates as new materials for thermal barrier coatings, J. Am. Ceram. Soc. 83 (2000) 2023–2028.

[44] J. Xiang, S. Chen, J. Huang, H. Zhang, X. Zhao, Phase structure and thermophysical properties of co-doped La₂Zr₂O₇ ceramics for thermal barrier coatings, Ceram. Int. 38 (2012) 3607–3612.

[45] G. Brunauer, F. Frey, H. Boysen, H. Schneider, High temperature thermal expansion of mullite: an in situ neutron diffraction study up to 1600°C, J. Eur. Ceram. Soc. 21 (2001) 2563–2567.

[46] H. Schneider, J. Schreuer, B. Hildmann, Structure and properties of mullite—A review, J. Eur. Ceram. Soc. 28 (2008) 329–344.

[47] P. Rarnaswamy, S. Seetharamu, Thermal shock characteristics of plasma sprayed mullite coatings, J. Therm. Spray Technol. 7 (1998) 497–504.

[48] K. Kokini, Y.R. Takeuchi, B.D. Choules, Surface thermal cracking of thermal barrier coatings owing to stress relaxation: zirconia vs. mullite, Surf. Coat. Technol. 82 (1996) 77–82.

[49] R.A. Miller, Oxidation-Based Model for Thermal Barrier Coating Life, J. Am. Ceram. Soc. 67 (1984) 517–521.

[50] K.A. Khor, Y.W. Gu, Thermal properties of plasma-sprayed functionally graded thermal barrier coatings, Thin Solid Films 372 (2000) 104–113.

[51] M. Tamura, M. Takahashi, J. Ishii, K. Suzuki, M. Sato, K. Shimomura, Multilayered thermal barrier coating for land-based gas turbines, J. Therm. Spray Technol. 8 (1999) 68–72.

[52] M. Jinnestrand, S. Sjöström, Investigation by 3D FE simulations of delamination crack initiation in TBC caused by alumina growth, Surf. Coat. Technol. 135 (2001) 188–195.

[53] O. Trunova, T. Beck, R. Herzog, R.W. Steinbrech, L. Singheiser, Damage mechanisms and lifetime behavior of plasma sprayed thermal barrier coating systems for gas turbines—Part I: Experiments, Surf. Coat. Technol. 202 (2008) 5027–5032.

[54] T. Beck, R. Herzog, O. Trunova, M. Offermann, R.W. Steinbrech, L. Singheiser, Damage mechanisms and lifetime behavior of plasma-sprayed thermal barrier coating systems for gas turbines — Part II: Modeling, Surf. Coat. Technol. 202 (2008) 5901–5908.

[55] M. Ekströma, A. Thibblinb, A. Tjernberg, C. Blomqvist, S. Jonsson, Evaluation of internal thermal barrier coatings for exhaust manifolds, Surf. Coat. Technol. 272 (2015) 198–212.

[56] Desai AD, Bannur PV. Design, fabrication and testing of heat recovery system from diesel engine exhaust. J Inst Engrs 2001;82:111–8.

[57] Morcos VH. Performance of shell-and-dimpled-tube heat exchangers for waste heat recovery. Heat Recovery Syst. CHP 1988;8(4):299–308.

[58] Talbi M, Agnew B. Energy recovery from diesel engine exhaust gases for performance enhancement and air conditioning. Appl Therm Eng 2002;22:693–702.

[59] Anderson LZ, Robert Nation H. Waste heat recovery system for an internal combustion engine. United States patent; 1982 [4351,155].

توجه:

• برای دانلود فایل کامل تحقیق لطفا اقدام به خرید نمایید.
• پس از خرید بلافاصله لینک دانلود فایل برای شما ایمیل خواهد شد.