توضیحات

 عنوان فارسی: اثر تنش حرارتی روی طول عمر خزش برای یک لاینر احتراق توربین گازی 

عنوان انگلیسی مقاله ترجمه شده:

Effect of thermal stress on creep lifetime for a gas turbine combustion liner

 اثر تنش حرارتی روی طول عمر خزش برای یک لاینر احتراق توربین گازی 

پیش گفتار

مطالعه پیش رو اثر تنش حرارتی را روی طول عمر خزش برای لاینر احتراق در یک توربین گازی را مورد بررسی قرار می دهد. برای محاسبه تنش حرارتی یک لاینر احتراق، آنالیز های سه بعدی با استفاده از یک FEM تجاری انجام شد. شرایط عملیاتی و مواد با خصوصیات واقعی نیز برای محاسبات واقع گرایانه مورد استفاده قرار گرفتند. در نتیجه تنش حرارتی محلی بالایی در ناحیه ورودی دنده ای-زبر لاینر احتراق القا شد. این تنش حرارتی به گرادیان دمای بالای تشکیل شده به دلیل اختلاف دمای بالای بین نقطه داغ و محیط با دمای پایین نسبت داده می شود. نتیجه تطابق مناسبی با لاینر احتراق آسیب دیده واقعی دارد. بعلاوه طرف گاز داغ ورودی ناحیه دنده ای-زبر برای خزش به نظر آسیب پذیر می رسد و حداقل طول عمر خزش حدودا 26900 ساعت برآورد شده است.

مقدمه

مشهود است که دمای ورودی توربین و فشار خروجی کمپرسور بایستی افزایش داده شود تا کارایی یک توربین گازی افزایش یابد. در توربین های گازی مدرن، دمای ورودی توربین به طور پیوسته افزایش یافته است، لذا مواد پایه جدید (مانند سوپر آلیاژ ها)، پوشش های مانع حرارتی و یا روش های پیشرفته خنک سازی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته است تا دوام و قابلیت اطمینان اجزای داغ توربین گازی را افزایش دهد.

با افزایش دمای ورودی توربین، اجزای داغ مانند لاینر احتراق، پره ها و تیغه ها باید از محیط با دمای بالا توسط تکنیک های پیشرفته خنک سازی محافظت شوند. به ویژه لاینر احتراق توربین به دلیل تقابل با گاز های داغ حاصل از احتراق در معرض تنش حرارتی بسیار بالایی (k 1750) قرار دارد. برای خنک سازی لاینر احتراق، روش های مختلفی شامل خنک سازی توسط برخورد جت، خنک سازی فیلمی و خنک سازی گذرگاه داخلی مورد استفاده قرار می گیرند. اینگونه روش های خنک سازی معمولا به طور ترکیبی مورد استفاده قرار می گیرند تا کارایی خنک سازی را افزایش دهند.

با این وجود، اجزای داغ توربین گازی همچنان تحت شرایط سخت حرارتی آسیب پذیر هستند که در نتیجه دچار شکاف های حرارتی محلی و شکست ساختاری می شوند. به دلیل اینکه تنش حرارتی غالبا توسط اختلاف دمایی در طول زیرلایه القا می شود که در نهایت منجر به آسیب دمایی وخیمی در اجزای داغ می شود، نیازی اساسی به پیش بینی توزیع تنش حرارتی اجزای داغ تحت شرایط عملیاتی واقعی وجود دارد.

با این شرایط، اکثر مطالعات بر روی اجزای داغ توربین های گازی غالبا روی دینامیک سیال یا اندازه گیری و بهبود انتقال حرارت آن ها تمرکز کرده اند. همچنین برای سیستم های احتراق، مطالعات بسیاری بر روی مکانیزم احتراق، جریان گاز حاصل از احتراق و انتقال حرارت در محفظه احتراق انجام شده است. تنها چندین تلاش برای پیش بینی شکست و طول عمر در محفظه احتراق انجام شده است، اما این مطالعات فقط برای بخشی از اجزا انجام شده است.

از این رو، در این پژوهش، ما بر روی آنالیز شکست حرارتی و پیش بینی طول عمر کل لاینر احتراق توربین گازی تمرکز می کنیم. برای آنالیز و پیش بینی، ما بار حرارتی کل لاینر حرارتی را تحت شرایط عملیاتی واقعی به همراه مواد با خصوصیات حقیقی محاسبه می کنیم. با این نتایج محاسبه شده، ما همچنین طول عمر خزش کل لاینر احتراق را با استفاده از پارامتر لارسن-میلر پیش بینی می کنیم.

روش های تحقیق

هدف از مطالعه پیش رو این است که تنش حرارتی را آنالیز کرده و طول عمر کل لاینر احتراق را پیش بینی کنیم. در ابتدا، آنالیز های FEM انجام شد تا توزیع تنش حرارتی روی لاینر احتراق مشخص شود. سپس، پیش بینی های طول عمر خزش برای لاینر احتراق در طول عملکرد در حالت بار پایه با استفاده از نتایج تنش حرارتی محاسبه شده، انجام شد.

توجه:

• برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
• لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.