پایان نامه سیستم خنک سازی توربین ها
در زیر به مختصری ازعناوین و چکیده آنچه شما در این فایل دریافت می کنید اشاره شده است
انتخاب یک سیستم خنک سازی توربین گازی
Boris Glezer
راه حل های توربین بهینه سازی شده, سان دیگو, کالیفرنیا, U.S.A
این فصل عمدتاً روی موضوعات انتقال جرم و حرارت تمرکز می یابد چون آنها برای خنک سازی مولفه های دستگاه توربین بکار می روند و انتظار می رود که خواننده با اصول مربوطه در این رشته ها آشنایی داشته باشد. تعدادی از کتابهای فوق العاده (1-7) در بررسی این اصول توصیه می شوند که شامل Streeter، دینامیک ها یا متغیرهای سیال Eckert و Drake، تجزیه و تحلیل انتقال جرم و حرارت، Incropera و Dewitt، اصول انتقال حرارت و جرم, Rohsenow و Hartnett، کتاب دستی انتقال حرارت, Kays، انتقال جرم و حرارت همرفتی, Schliching، تئوری لایه مرزی، و Shapiro، دینامیک ها و ترمودینامیک های جریان سیال تراکم پذیر
وقتی یک منبع جامع اطلاعات موجود باشد. مولف این فصل خواننده را به چنین منبعی ارجاع میدهد؛ با این وجود وقتی داده ها در صفحات یا مقالات گوناگون پخش شده باشند, مولف سعی می کند که این داده ها را در این فصل بطور خلاصه بیان نماید.
a- سرعت صورت
b- بعد خطی در عدد دورانی
Ag – سطح خارجی لایه نازک هوا
- عدد شناوری
BR,M- سرعت وزش
CP- حرارت ویژه در فشار ثابت
d-قطر هیدرولیک
e- ارتفاع آشفته ساز
-عدد اکرت
g- شتاب گریز از مرکز
FP= پارامتر جریان برای هوای خنک سازی
G= پارامتر ناهمواری انتقال حرارت
Gr= - عدد گراشوف
h- ضریب انتقال حرارت
ht- ضریب انتقال حرارت افزایش یافته با آشفته سازها
-نسبت شار اندازه حرکت
k- رسانایی حرارتی
-رسانایی حرارتی سیال
L-طول مربع
m-سرعت جریان جرم
mc- سرعت جریان خنک سازی
M= - سرعت رمش
Ma= r/a- عدد mach
rpm وN- سرعت پروانه
NUL= hL/kf- عدد Nusselt
Pr= -عدد pradtl
PR= نسبت فشار کمپرسور
Ps=فشار استاتیک
Pt= فشار کل
Ptin-فشار کل ورودی
Q- سرعت انتقال حرارت-سرعت انتقال انرژی
شار حرارتی
P- شیب بام آشفته ساز
r- وضعیت شعاعی
R- شعاع میانگین, شعاع احتراق ساز (کمبوستور), مقاومت, ثابت گاز
Ri-شعاع موضعی پره
Rt- شعاع نوکم پره
Rh=شعاع توپی یا سر لوله پره
Rel= - عدد رینولرز براساس قطر هیدرولیک
ReL= - عدد رینولرز براساس L
Ro= wb/v- عدد دورانی
Ros= 1/Ro- عدد Rossby
S-فاصله سطح نرمال شده
St- عدد Stanton
t- زمان
Tc- دمای هوای خنک سازی و نیز دمای تخلیه کمپرسور
Tf- دمای فیلم سطح
Tg- دمای گاز
Tgin- دمای گاز ورودی
Tm- دمای فلز, و نیز دمای لایه مخلوط سازی
Tref- دمای مرجع
Tst- دمای استاتیک موضعی
Tu- شدت جریان آشفتگی
- نوسان سرعت محوری محلی
uin- سرعت محوری گاز ورودی
u,r,w- جریان اصلی یا مولفه های سرعت محوری جریان خنک سازی در مسیرهای z, y x
w- پهنا
- زوایه شیب جت فیلم
- زاویه بین جت فیلم و محورهای جریان اصلی
- نسبت حرارتی ویژه
- ضریت جمعی ترسمه یا انبساط حرارتی, همواری سطح
- قابلیت انتشار حرارتی گردابی
- قابلیت انتشار اندازه حرکت گردابی
- تاثیر انتقال حرارت
- تاثیر خنک سازی
n- بارزه حرارتی
- ویسکوزیته گاز مطلق
P- چگالی
- حد تنش گسیختگی
w- فرکانس دورانی
زیر نویس ها
aw- دیوار آدیاباتیک
C- خنک کننده
d- براساس قطر لبه هدایت کننده (سیلندر)
f- فیلم
hc- آبشار گرم
o-کل
tuv-توربین
w-دیوار
- جریان اصلی
خنک سازی توربین بعنوان یک تکنولوژی کلیدی برای توسعه موتورهای توربین گازی
عملکرد یک موتور توربین گازی تا حد زیادی تحت تاثیر دمای ورودی توربین می باشد و افزایش عملکرد قابل توجه را می توان با حداکثر دمای ورودی توربین مجاز بدست آورد. از یک نقطه نظر عملکردی احتراق با دمای ورودی توربین در حدود می تواند یک ایده ال به شمار آید چون هیچ کاری برای کمپرس کردن هوای مورد نیاز برای رقیق کردن محصولات احتراقی به هدر نمی رود. بنابراین روند صنعتی جاری, دمای ورودی توربین را به دمای استوکیو سوخت بخصوص بردی موتورهای نظامی, نزدیکتر می کند. با این وجود دماهای فلز مولفه مجاز نمی تواند از کند. برای کارکردن در دماهای گازی بالای این حد, یک سیستم خنک سازی مولفه بسیار موثر مورد نیاز است. پیشرفت در خنک سازی, یکی از ابزار اصلی برای رسیدن به دماهای ورودی توربین بالاتر میباشد و این امر به عملکرد اصلاح شده و عمر بهبود یافته توربین منتهی می شود. انتقال حرارت یک عامل طراحی مهم برای همه بخش های یک توربین گاز پیشرفته بخصوص در بخش های توربین و کمبوستور می باشد. در بحث وضعیت طراحی خنک سازی مصنوعی بخش داغ، باید به خاطر داشته باشید که طراح توربین مرتباً تحت فشارهای شدید برنامه زمانبدی توسعه, قابلیت پرداخت, دوام و انواع دیگر محدودیت های درون نظامی می باشد و همه اینها قویاً انتخاب یک طرح خنک سازی را تحت تاثیر قرار میدهند.
موضوعات خنک سازی سکو و راس
معلوم شده است که تاثیر طرح راس تیغه که قویاً نشت گاز داغ در راس را تحت تاثیر قرار می دهد، یک توزیع کننده اصلی به تاثیر آیرودینامیکی توربین های می باشد. راس های تیغه نوعاً از سطوح توسعه یافته در وضعیت های پرتویی دور از تیغه در حال گردش تشکیل شده اند که در معرض گازهای داغ در همه جهات قرار گرفته و خنک سازی آنها مشکل بوده و مورد هدف توان پتانسیل برای پوشش دهی بخاطر سایش در برابر حالت ساکن خارجی می باشند.
داده های تجربی کمی برای توزیع های انتقال حرارت در راس های تو رفته وجود دارد که برای توربینهای در حال دوران با مقیاس کامل که در حال کار در شرایطی هستند که محیط موتور واقعی را شبیه سازی می کند، به دست آمده است. به خوبی معلوم شده است که تفاوت فشار بین بخش فشار و مکش تیغه ها جریان را از طریق فاصله آزاد راس ایجاد می کند. یک راس تخت در اکثر موارد قابل قبول نمی باشد چون آسیب های شدیدی به وجود می آید که می تواند با سایش راس در مورد
طرح راس جامد، ارتباط داشته باشند. اکثر طرح های راس تیغه یک حفره مربع شکل را با دیواره نازک در راستای بخش فشار و مکش ایجاد می کند که در وضعیت سایش راس، از آسیب کمتری برخوردار است. با این وجود، حضور این حفره در راس باعث یک میدان جریان پیچیده تر از حالت ایجاد شده در یک تیغه نوک تخت می شود. در نزدیکی لبه هدایت کننده تیغه، یک جریان محدب قوی در تیغه در نزدیکی بخش ساکن وارد راس منطقه می شود یا از بخش سطح مکش تیغه جریان مییابد. Ameri در تحقیق عددی منطقه راس نشان داد که میدان جریان با اکثر گردابهای در حال کنش متقابل سه بعدی می باشد. این نتیجه نشان می دهد که حداقل دو منبع مجزا از گردابها در منطقه حفره وجود دارد و اینکه این گردابها در سراسر طول حفره دوام میآورد. الگو سازی آنها از این جریان نشان می دهد که یکی از گردابها ماحصل تفکیک بخش فشار لبه راس می باشد و این که این گرداب در بالای دیواره بخش فشاری حفره می چرخد. گرداب ثانویه ماحصل یک تفکیک جریان مجدد در لبه راس در بخش مکش تیغه می باشد. به نظر می رسد که یک خط تفکیک وجود دارد که در آن جریان اصلی در شکاف از بخش فشار تیغه به صورت چرخشی شروع می شود تفکیک جریان بخاطر لبه راس اتفاق می افتد. جریانات ثانویه قوی را می توان در مسیر شکاف انتظار داشت. این میتواند دارای تاثیر آوردن نسبت های بسیار داغ از گاز جریان اصلی به گرداب شکاف فاصله آزاد, جریان نزولی راس لبه هدایت کننده تیغه باشد. این نقش مثل یک مرحله خاص با تفکیک جریان حاصل و اتصال به حفره تو رفته عمل می کند. وقتی جریان از بخش مکش شکاف آغاز می شود در یک حالت محدب می چرخد چون جریان دیواره جریان در حال اجرا را تامین می کند.
نکته: فایلی که دریافت میکنید جدیدترین و کاملترین نسخه موجود از پروژه پایان نامه می باشد.
این فایل شامل : صفحه نخست ، فهرست مطالب و متن اصلی می باشد که با فرمت ( word ) در اختیار شما قرار می گیرد.
(فایل قابل ویرایش است )
تعداد صفحات : 250
پایان نامه انتخاب یک سیستم خنک سازی توربین گازی225 ص - فایل بصورت word میباشد
با افزایش مقدار مصرف بالطبع مهندسین و متخصصین شروع به افزایش ظرفیت نیروگاه ها نمودند و تا حدی که امکانات فنی و تکنولوژی وقت اجازه می داد ظرفیت نیروگاه ها افزایش داده شده است .
تعیین ظرفیت نیروگاه بصورت بهینه ، متاثر از فاکتور های متفاوتی می باشد.
امروزه بسیار واضح است که قیمت برق تولید شده با افزایش ظرفیت نیروگاه کاهش می یابد . البته باید به این موضوع توجه داشت که برای یک نیروگاه افزایش ظرفیت باعث ازدیاد طول خط انتقال میشود و لذا افت انرژی در طول خط انتقال افزایش می یابد . با توجه به دو حقیقت فوق الذکر ، تعیین ظرفیت بهینه یک نیروگاه به طور ساده و ابتدایی توسط تجزیه و تحلیل مخارج نیروگاه در طول عمر آن و مسائل انتقال انرزی برق می باشد ولی این تحلیل بسیار ساده موضوع میباشد. نکات بسیار دیگری نیز در تعیین ظرفیت واحد های نیروگاه می تواند موثر باشد که در این پیشگفتار با آن آشنا شده و در گزارش به طور مفصل شرح داده می شود و نتیجه گیری های لازم اتخاذ خواهد گردید .
فاکتورهای مهم در تعیین ظرفیت واحد :
پس از مشخص شدن و تعریف مقدار بار مورد نیاز برای زمان حال و آینده ، ظرفیت کل نیروگاه تعیین می شود . میتوان گفت که کمترین مقدار مورد نیاز برای ظرفیت نیروگاه حداقل می بایست برابر با بار پیک یا بالاترین مقدار مصرف مورد نیاز باشد . [1]
عوامل و فاکتور هایی که در تعیین ظرفیت و قدرت واحد های تشکیل دهنده یک نیروگاه موثر می باشند عبارتند از : [2]
الف) جنبه های اقتصادی در انتخاب و تعیین ظرفیت واحد .
ب) قابلیت اطمینان در سیستم تامین کننده برق .
د)حساسیت نسبت به مسائل غیر قابل پیشگوئی و نامطمئن .
ه)تامین بودجه جهت ساخت .
و)مسائل خاص طراحی .
ز)محل و موقعیت نیروگاه و مسائل محیط زیست .
ک)جاده و راه های ارتباطی .
ل)امکانات ساخت در داخل کشور .
م)امکانات تعمیرات و بهره برداری در داخل کشور .
ت)مسائل شبکه .
نکات فوق مهمترین عواملی میباشند که در تعیین ظرفیت نیروگاه دخالت دارند . برای آشنا شدن با هریک ار فاکتور های فوق در این پیشگفتار توضیحات مختصری به شرح زیر داده میشود :
الف ) جنبه های اقتصادی در انتخاب ظرفیت واحد :
علت اصلی انتخاب واحد های بزرگ مسئله اقتصادی بودن آنها می باشد . با افزایش ظرفیت نیرو گاه هزینه نسبی ساخت آن کاهش می یابد . [3]
واحد سنجش اقتصادی در مورد نیروگاه های تولید برق معمولا بر اساس دلار بر کیلووات ساعت می باشد که نسبت به ظرفیت نیروگاه بر حسب مگاوات ترسیم می گردد .
1- power station engineering an economy , by vopat p . 597
2- plant size and strategy planning
1- associated electric industries limited , england
سطوح تلاطم در محفظه احتراق خیلی مهم هستند که ناشی از تاثیر چشمگیر انتقال حرارت همرفتی به مولفه های مسیر گاز داغ در توربین می باشد. تلاطم تاثیر گزار بر روی انتقال حرارت توربین ها در محفظه احتراق تولید می شود که ناشی از سوخت به همراه گاز های کمپرسور می باشد.آگاهی از قدرت تلاطم تولید شده توسط محفظه احتراق برای طراحان در بر آورد مقادیر انتقال حرارت در توربین مهم است.تلاطم محفظه احتراق کاهش یافته، می تواند منجر به کاهش بار حرارتی در اجزاء توربین و عمر طولانی تر و همچنین کاهش نیاز به سرد کردن می شود. بر سی های انجام شده بر روی اندازه گیری سرعت خروجی محفظه احتراق و پروفیل های تلاطم متمرکز شده است.
Goldstein سرعت خروجی و پروفیل های تلاطم را برای محفظه احتراق مدل نشان داد.Moss وOldfield طیف های تلاطم را در خروجی های محفظه احتراق نشان دادند.هرکدام از بر سی های فوق در فشار اتمسفر و دمای کم انجام شد. اگرچه بدست آوردن بدست آوردن انرازه گیری ها تحت شرایط واقعی مشکل است اما برای یک طراح توربین گاز درک بهبود هندسه محفظه احتراق و پروفیل های گاز خروجی از محفظه امری ضروری است. این اطلاعات به بهبود شرایط هندسه و تاثیرات نیاز های سرد کردن توربین کمک می نماید.
اخیرا"،Goebel سرعت محفظه احتراق و پروفیل های تلاطم در جهت موافق جریان یک محفظه احتراق کوچک با استفاده از یک سیستم سرعت سنج دوپلر ولسیمتر(LDV)را اندازه گیری کردنند.آنهاسرعت نرمالیزه شده،تلاطم وپروفیل های دمای موجود برای تمام آزمایش های احتراق را نشان دادند.آنها یک محفظه احتراق از نوع قوطی مانندبکار رفته در موتور های توربین گاز مدرن را استفاده کردند، که در شکل1-2نشان داده شده است.جریان از کمپرسور و از طریق سوراخ ها وارد محفظه احتراق می شود و با سوخت محترق در محل های متفاوت در جهت موافق جریان مخلوط می شود. طراحی محفظه احتراق حداقل مستلزم یک افت فشار از طریق محفظه احتراق تا ورودی توربین است.فرایند محفظه احتراق توسط اختلاط تدریجی هوای فشرده با سوخت در محفظه قوطی شکل کنترل می شود. طراحان محفظه احتراق نوین نیز بر روی مشکلات و مسائل ترکیب و فرایند اختلاط هوا-سوخت تمرکز می نمایند احتراق تمیز نیز یک مسئله و کانون برای طراحان ناشی از استاندارد های محیطی الزامی شده توسط دولت فدرال آمریکا و EPA می باشد. با این حال ،طراح محفظه احتراق یک مسئله مورد بحث در این کتاب نمی باشد.
شکل 2-2 تاثیر احتراق بر روی سرعت محوری ،شدت تلاطم محوری،سرعت پیچ وتاب( مارپیچی )و شدت تلاطم پیچ وتاب را نشان میدهد. تمام سرعت ها توسط خط مرکزی سرعت اندازه گیری شده و در مقابل شعاع نرمالیزه رسم شدند.جریان جرم و فشار هوا برای قدرت های مختلف احتراق اندازه گیری شدند.افزایش جریان سوخت باعث افزایش استحکام احتراق گردید.دمای شعله آدیاباتیک تغییر داده شد.هوای فشرده در یک موتور توربین گاز ناشی از فرایند تراکم پیش گرم می باشد .با این حال،در این برسی،هوا پیش گرم نمی شود.جریان جرم وفشار0.45 kg/s و6.8 اتمسفر بودند.دما های شعله از 71 تا 1980 متغیر بود.تاثیر احتراق شدیدا" آشکار است هنگامی که حالت آتش گرفته را با بقیه حالتهای آتش گرفته مقایسه می نماییم.سسرعت محوری و سرعت پیچ وتاب(مارپیچی) شدیدا"تحت تاثیر احتراق هستند،مقادیر پیچ وتاب توسط احتراق کم میشود.کاهش در پیچ وتاب می تواند در شدت تلاطم مشاهده شود.مقادیر اوج در شدت تلاطم از 10 تا 16% از حالت غیر مشتعل تا کاملا"مشتعل کاهش یافتند.
مقدمه:
سرعت خروجی محفظه احتراق و پروفیل های دما
انتقال حرارت در مرحله های توربین:
استیج توربین موتور واقعی:
توصیف میدان جریان:
انتقال حرارت دیوار انتهایی:
انتقال حرارت نوک پره صاف:
انتقال حرارت نوک پره شیار دار:
مقدمه:
تأثیر آشفتگی جریان آزاد:
تأثیر شکل لبه هدایت کننده:
تأثیر مسیر ناپایدار:
مقدمه:
تأثیر تلاطم جریان آزاد:
تأثیر انحنای جهت جریان:
تأثیرات زبری سطح:
خاتمه:
شامل 105 صفحه فایل word
چکیده
انسان همیشه برای بهر ه گیری از انرژ ی های طبیعی و تجدیدپذیر در تلاش بوده
است و استفاده از انرژ ی آب و ب ا د سابقه تاریخی طولانی دار د . متداول شدن استفاده از
انرژی سوخت های فسیلی با پیدایش جوامع صنعتی سبب شد تا بکارگیری انرژ ی های
طبیعی تا مد ت ها مورد غفلت قرار گیر د . محدود بودن منابع سوخ ت های فسیلی ، افزایش
روزافزون قیمت سوخت در بازارهای جهانی و مشکلات زیست م حیطی ناشی از استفاده
این منابع موجب شد تا جوامع پیشرفته صنعتی جهت استفاده وسیع از منابع تجدیدپذیر
و پاک انرژی سرمایهگذاری کلان و تحقیقات فراوان انجام دهند. در این میان استفاده از
انرژی باد و توربی ن های بادی بویژه توربی ن های بادی فراساحلی موضوع مورد علاق ه غالب
گزارشات و بولتنهای علمی – اقتصادی است که با محوریت انرژی فعالیت میکنند.
مطالعه حاضر م ی کوشد با معرفی اجز اء سازه ای توربی ن های بادی فراساحلی و
مسائل مهمی که در ارتباط با استفاده از انرژی باد در آ ب های ساحلی کانون توجه مراکز
علمی و تحقیقاتی معتبر دن ی ا قرار گرفته است، افق جدیدی بر روی جامعه پژوهشی کشور
بگشاید.