بررسی دینامیک سیالات و روشهای تست کارایی در توربو ماشینها 160 ص

اختصاصی از رزفایل بررسی دینامیک سیالات و روشهای تست کارایی در توربو ماشینها 160 ص دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

پایان نامه  کارشناسی  

موضوع :

بررسی دینامیک سیالات و روشهای تست کارایی در توربو ماشینها

فهرست مطالب

عنوان                                                                                     صفحه

___________________________________________________

پیش گفتار

1- بخش اول

1-1 دینامیک سیالات در توربوماشینها                                                     1                                            

2-1 مقدمه                                                                                           1

3-1 ویژگیهای میدانهای جریان در توربوماشینها                                         4

4-1 ویژگیهای اساسی جریان                                                                  4

5-1 جریان در دستگاههای تراکمی                                                           7

6-1 جریان در فن ها و کمپرسورهای محوری                                            8

7- 1جریان در کمپسورهای سانتریفیوژ                                                     16

8-1 جریان در سیستمهای انبساطی                                                           21

9-1 جریان در توربینهای محوری                                                            23

10-1 جریان در توربینهای شعاعی                                                          37

11-1 مدلسازی میدانهای جریان توربوماشینها                                            41

12-1 مراحل  مختلف مدلسازی مرتبط با فرآیند طراحی                               42

13-1 مدلسازی جریان برای پروسس طراحی ابتدائی                                  44

14-1 مدلسازی جریان برای پروسس طراحی جز به جز                             46

15-1 قابلیتهای حیاتی برای تجهیزات آنالیز جریان در توربوماشینها               47

16-1 مدلسازی فیزیک جریان                                                                 49

17-1 معادلات حاکم و شرایط مرزی                                                        50

18-1 مدلسازی اغتشاش وانتقال                                                              55

19-1 تحلیل ناپایداری و اثر متقابل ردیف پره ها :                                      61

20-1تکنیک های حل عددی                                                                    65

21-1 مدلسازی هندسی                                                                          70

22-1 عملکرد ابزار تحلیلی                                                                     77

23-1 ملاحظات مربوط به قبل و بعد از فرآیند                                           81

24-1 انتخاب ابزار تحلیلی                                                                      86

25-1 پیش بینی آینده                                                                             89

26-1 مسیرهای پیش رو در طراحی قطعه                                                90

27-1 مسیرهای پیش رو در قابلیتهای مدلسازی                                          93

28-1 خلاصه                                                                                      96

مراجع                                                                                                 99

2- بخش دوم

1-2 آزمونهای کارآیی توربو ماشینها                                             104

2-2 آزمونهای کارآیی آئرودینامیکی                                                104

3-2 اهداف فصل                                                                        104

4-2 طرح کلی بخش                                                                    105

5-2 تست عملکرد اجزا                                                                106

6-2 تأثیر خصوصیات عملکردی بر روی بازده                                109

7-  2تست عملکرد توربو ماشینها                                                  113

8-2 روش تحلیل تست                                                                  114

9-2 اطلاعات عملکردی مورد نیاز                                                115

10-2 اندازه گیریهای مورد نیاز                                                     115  

11-2 طراحی ابزار و استفاده از آنها                                              120

12-2 اندازه گیری فشار کل                                                          120

13-2 اندازه گیری های فشار استاتیک                                            129

14-2 اندازه گیریهای درجه حرارت کل                                          131

15-2 بررسی های شعاعی                                                            133

16-2 Rake های دنباله                                                               136

17-2 سرعتهای چرخ روتور                                                        138

18-2 اندازه گیریهای گشتاور                                                        139

19-2 اندازه گیریهای نرخ جریان جرم                                            139

20- 2اندازه گیریهای دینامیکی :                                                    140

21-2 شرایط محیطی                                                                   143

22-2 سخت افزار تست                                                                143

23-2 ملاحظات طراحی وسایل                                                     148

24-2 نیازهای وسایل                                                                   149

25-2 ابزارآلات بازده                                                                  151

26-2 اندازه گیریهای فشار                                                           151

27-2 اندازه گیریهای دما                                                              155

28-2 اندازه گیریهای زاویه جریان                                                 158

29-2 روشهای تست و جمع آوری اطلاعات                                    161

30-2پیش آزمون                                                                        161

31-2 فعالیت های روزانه قبل از آزمون                                         162

32-2 در طی آزمون                                                                   163

33-2 روشهای آزمون                                                                 163  

34-2 ارائه اطلاعات                                                                   165

35-2 تحلیل و کاهش اطلاعات                                                      165

36-2 دبی اصلاح شده                                                                 166

37-2 سرعت اصلاح شده                                                             167

38-2 پارامترهای بازده                                                                167

39-2 ارائه اطلاعات                                                                   170

40-2 نقشه های کارآیی                                                                170

41-2 مشخص کردن حاشیه استال (stall margin)                          171  

مراجع                                                                                        173

                             « پیش گفتار»

توربو ماشین ها، بویژه توربین گاز و موتور جت، امروزه نقش به سزایی در زمینه  های مختلف صنعتی، تولید نیرو و کاربردهای هوا و فضا و حمل و نقل هوایی و کاربردهای نظامی پیدا کرده است. از طرفی با افزایش تقاضا و همچنین افزایش هزینه های مربوط به تأمین سوخت بر این توربو ماشینها، و نیاز به طراحی ماشینهایی کاراتر، کوچکتر، سبکتر، وبا مصرف سوخت کمتر، تحقیقات مختلفی در این راستا شکل گرفته است. به ویژه با پیشرفت های چشمگیر تکنولوژی در زمینه های مختلف از جمله تکنیکهای جدید محاسبات عددی و کامپیوتری، مدلسازی و محاسبات سه بعدی، این گونه تحقیقات شتاب بیشتری گرفته است. در این مقاله که در دو بخش ارائه می شود، سعی شده است که اطلاعاتی در مورد مشخصات کلی این توربو ماشینها و میدانهای جریان موجود در آنها ارائه گردد.

در بخش اول، مطالبی در مورد ویژگیهای میدانهای جریان درانواع مختلف توربو ماشینها، از جمله توربینها  و کمپرسورها، اعم از محوری یا سانتریفیوژ ارائه شده و با تشریح رفتار سیال در بخشهای مختلف این ماشینها، عوامل اصلی تلفات و افت بازده بازگو می گردد. سپس روشها و مراحل تحلیل و مدل سازی برای فرآیندهای طراحی بررسی خواهد شد.

بخش دوم به آزمونهای کارآیی توربو ماشینها  می پرادزد.در این بخش با انواع ابزار و سخت افزاره و روشهای مربوط به تست و جمع آوری اطلاعات، در مورد انواع مشخصه ها و کمیت های جریان در نقاط مختلف توربو ماشین آشنا خواهیم شد. سپس این اطلاعات برای بررسی چگونگی عملکرد ماشین، با روشهای خاصی مورد پردازش و تحلیل قرار می گیرد. در انتها نیز روشهای ارائه این اطلاعات در قالب نقشه ها یا نمودارهای مناسب، مورد بحث قرار می گیرد.

دانلودمقاله دینامیک سیالات در توربو ماشین ها

اختصاصی از رزفایل دانلودمقاله دینامیک سیالات در توربو ماشین ها دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

 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.
این باید به خواننده، درک بهتری در مورد تاثیر جریان بر طراحی چنین اجزایی و میزان کارایی مدل سازی مورد نیاز برای آنالیز اجزاء بدهد. تمرکز بر روی کاربردهای موتورهای هواپیما خواهد بود، ولی دهانه های ورودی، نازلها و محفظه های احتراق مورد توجه خواهند بود. به علاوه یک بررسی از هر دو گرایش طراحی قطعات و ابزارهای تحلیل CFD را شامل می شود. به علت پیچیدگی این موضوعات، تنها یک بحث گذرا ارائه خواهد شد. اگرچه مراجع فراهم شده اند تا به خواننده اجازه دهد این مباحث را با جزئیات بیشتر جستجو کند.
ویژگیهای میدان های جریان در توربو ماشین ها:
در این قسمت از فصل، خصوصیات اولیه میدانهای جریان توربو ماشینها بررسی خواهد شد. اگرچه بحث اساسا کاربرد موتورهای هواپیما را مورد توجه قرار خواهد داد، ولی بسیاری از خصوصیات جریان برای توربو ماشینها عمومیت دارند علاوه بر بازنگری مختصر بر ویژگیهای میدانهای جریان عمومی، طبیعت جریانهای خاص در انواع گوناگون اجزاء مورد توجه قرار خواهد گرفت.
ویژگیهای اساسی جریان:
میدان های جریان در توربو ماشین های ذاتا بسیار پیچیده و سه بعدی است. در بسیاری از موارد، جریان ها تراکم پذیرند و ممکن است از مادون صوت به جریان با سرعت صوت و به فراصوتی تغییر کنند. در مسیر جریان ممکن است شوک وجود داشته باشد و تعامل شوک و لایه مرزی ممکن است اتفاق بیفتد که باعث افت بازده می شود. گرادیان فشارهای قابل توجه، در هر جهتی می تواند وجود داشته باشد.
همچنین چرخش، یک فاکتور مهم است که رفتار جریان را تحت تاثیر قرار می دهد.
جریانها اکثرا لزج و مغشوش هستند، اگرچه ناحیه هایی با جریان لایه ای و انتقالی نیز وجود دارد. اغتشاش و تلاطم در میدان جریان می تواند در لایه مرزی و جریان آزاد اتفاق بیفتد، جایی که میزان اغتشاش، بسته به شرایط جریان بالادست، تغییر می کند. برای مثال جریان پایین دست یک محفظه احتراق یا کمپرسور چند طبقه می تواند اغتشاش جریان آزاد بسیار بیشتری نسبت به جریان ورودی به یک فن داشته باشد.
تنش های پیچیده و کاهش کارآیی می تواند ناشی از پدیده های جریان لزج، مثل لایه های مرزی سه بعدی، اثر متقابل بین لایه مرزی تیغه و دیواره، حرکت جریان نزدیک دیوار، جریان جدا شده، گردابه های مربوط به لقی نوک پره، گردابه های لبه فرار، دنباله ها، و اختلاط باشد. علاوه بر این، حرکت نسبی دیواره و انتقال بین دیواره های دوار و ثابت می تواند رفتار لایه مرزی را تحت تاثیر قرار دهد. جریان ناپایدار می تواند در اثر تغییرات شرایط بالادست جریان با زمان، گردابه های رها شده از لبه فرار تیغه ها، جدایی جریان و یا اثر متقابل بین ردیف پره های دوار و ثابت، ایجاد شود، که می تواند منجر به بارگذاری ناپایدار بر روی تیغه ها شود.
اثرات حرارت و انتقال حرارت می تواند فاکتور مهمی باشد، بخصوص در قسمتهای داغ موتور. گازهای داغ محفظه احتراق از میان توربین عبور می کنند و رگه های داغی را بوجود می آورند که توسط میدان جریان توربین منتقل می شوند. برای حفاظت از اجزائی که در معرض بالاترین دما قرار دارند، جریانهای خنک کننده از میان سوراخهای موجود در تیغه های توربین به مسیر گازهای داغ اولیه تزریق می شود و برای سطوح تیغه ها خنک کنندگی لایه ای را فراهم می آورد. به طور مشابه، جریانهای خنک کننده ممکن است به جریان اصلی در طول دیواره نیز تزریق شود.
بیشتر پیچیدگی میدانهای جریان سیال در توربو ماشین ها مستقیما تحت تاثیر مسیر جریان و هندسه اجزاء می باشد. ملاحظات هندسی شامل منحنی و شکل endwall مسیر جریان، فاصله بین ردیف های تیغه ها، گام تیغه، و stagger می شود. موارد دیگری از هندسه مسیر جریان شامل پیکربندی ردیفهای تیغه ها، از قبیل استفاده از «tandem blades»، تیغه های جداکننده، دمپرهای midspan وعملیات روی نوک تیغه ها می باشد. جزئیات بیشماری مربوط به شکل تیغه، مثل توزیع ضخامت، خمیدگی، جهت، قوس، به عقب برگشتگی، حلزونی، پیچ خوردگی، ضریب شکل، صلبیت، نسبت شعاع توپی به نوک، شعاع لبه حمله تیغه و لبه فرار تیغه، اندازه فیلت و فاصله نوک تیغه نیز از همان اهمیت برخوردارند. خنک کاری تیغه ها نیز دارای اهمیت هستند، اندازه و موقعیت سوراخهای خنک کننده درون تیغه، مسیر اولیه گاز را تحت تاثیر قرار می دهد.
بنابراین، رفتار جریان در اجزای توربو ماشینها نیز کاملا پیچیده بوده و بسیار متاثر از هندسه مسیر جریان است. یک فهم عمیق از اثرات هندسه مسیر جریان و اجزا و قطعات، به طراح اجازه خواهد داد تا از جریانی که حاصل شده، سود ببرد. برای رسیدن به این درک و برای انجام تحلیلهای لازم برای بهینه کردن رفتار بسیار پیچیده جریان لازم است از تکنولوژی پیشرفته مدلسازی جریان استفاده شود.
جریان در دستگاههای تراکمی:
سیستم های تراکمی توربو ماشینی در موتورهای هواپیما، می توانند از ترکیب های گوناگونی از اجزای محوری و یا شعاعی (سانتریفوژ) بهره ببرند. در موتورهای توربو فن معمولی، یک فن محوری در ورودی جریان قرار گرفته و بدنبال آن یک جداکننده جریان قرار دارد که جریانهای مرکزی و کنارگذر (بای پس) را از هم جدا می کند.
یک کمپرسور محوری چند طبقه در پایین دست جریان درون هسته (جریان مرکزی) قرار داده شده است و ممکن است به دنبال آن کمپرسور سانتریفوژ نیز قرار گیرد. اختصاصا در کاربردهای مربوط به موتور هواپیما و توربین گاز، اغلب از کمپرسورهای سانتریفوژ بهره برده می شود.
تمامی پیکربندی های سیستمهای تراکمی دارای جریانهای پیچیده و سه بعدی، با گرادیان فشار معکوس هستند که می توانند باعث جدایی جریان شوند. علاوه بر این چرخش، حرکت نسبی shroud، جریان های نشتی لبه ها، شوک ها، اثر متقابل شوک و لایه مرزی، اثر متقابل تیغه و endwall و نیز تاثیر متقابل ردیف تیغه ها همگی در ساختار میدان جریان کمپرسور نقش دارند. جزئیات مربوط به رفتار جریان بخصوص در مورد کمپرسورهای سانتریفوژ و محوری در بخش بعدی مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
جریان در فن ها و کمپرسورهای محوری:
فن ها و کمپرسورهای محوری در بسیاری از موارد عمومی مشابه هم هستند، هر دو دستگاههای تراکمی هستند که مسیر جریان در آنها به نسبت دارای تغییر شعاع کمی است، و هر دو دارای جریانهای ورودی و خروجی هستند که اساسا در راستای محوری می باشند. اگرچه فن ها نوعا افزایش فشار کمتری به ازای هر طبقه نسبت به کمپرسورهای محوری دارند و تعداد طبقات کمتری داشته و اغلب تنها از یک طبقه بهره می برند. تیغه های فن ها دارای span بزرگتر و وتر بزرگتر نسبت به کمپرسورهای محوری هستند. به علت ملاحظات مکانیکی، روتور فن ها اغلب دارای دمپرهای midspan هستند که یک حلقه حمایتی صلب را تشکیل می دهد و همه تیغه ها را در موقعیت part span به هم متصل می کند. استاتورفن ها می توانند هم بدون شکاف و هم شکاف دار باشند بسته به شکل استاتور، یک جداکننده جریان یا می تواند بلافاصله در پایین دست استاتور Full-span قرار بگیرد و یا به عنوان یک ضامن نگهدارنده، برای ردیف تیغه های استاتور شکاف دار در مسیرهای جریان مرکزی و کنار گذر به کار گرفته شود.
در مقابل، کمپرسورهای محوری، معمولا افزایش فشار بیشتری به ازای هر طبقه تولید می کنند و از چند طبقه بهره می برند. کمپرسورهای محوری دارای تیغه های کوتاهتر با وتر کوچکتر نسبت به فن های محوری هستند. مسیر جریان پیوسته است و وسایل جداکننده ای در آن وجود ندارد.
بازده سیستمهای تراکمی جریان محوری می تواند تحت تاثیر پدیده های پیچیده جریان قرار گیرد. یک بحث جامع در مورد مشخصات جریان کمپرسورها در اینجا مقدور نخواهد بود. در عوض یک بازنگری مختصر در مورد بعضی از پدیده های رایج جریان که در فن ها و کمپرسورهای محوری بروز می کند، مورد توجه قرار خواهد گرفت تا یک فهم کلی از طبیعت پیچیده جریان فراهم آورد.
میدان جریان داخل مسیر تیغه ها برای فنها و کمپرسورهای محوری بطور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است.
«Deutsch» و «Zierke» [2,3]، جزئیات رفتار لایه های مرزی را روی سطوح مکشی و فشاری یک تیغه کمپرسور در حال کار را مورد آزمایش قرار دادند. آنها یک جریان لایه مرزی کاملا مغشوش را روی سطح مکش و در پایین دست یک حباب جدایی کوچک در لبه حمله شناسایی کردند.
در پایین دست تر، یک ناحیه جدایی دوم و در ادامه آن یک جریان کاملا جدا شده مشاهده شد. در سطح فشار، یک لایه مرزی لایه ای یافت شد که تا 50% وتر ادامه داشته و به دنبال آن یک ناحیه انتقالی وجود دارد که تا لبه فرار ادامه می یابد. به علت جریان جدا شده در سطح مکش، پروفیل سرعت در ناحیه نزدیک دنباله، همچنین ناحیه هایی با جریان معکوس را نشان داد.
اگرچه، مطالعه گسترش لایه مرزی در یک Cascade کمپرسور ایده آل سازی شده است.
«[4] Pouagare et al» یک مطالعه جامع را در مورد رفتار لایه مرزی در هر دو سطح مکش و فشار روتور یک کمپرسور محوری انجام داد. آنها استنتاج کردند که مولفه سرعت در جهت جریان درون لایه مرزی اساسا متاثر از گرادیان فشار در جهت جریان است. سرعت شعاعی درون لایه مرزی در بسیاری نقاط به سمت خارج بوده و بیشترین مقدار را در نزدیکی لبه فرار کسب می کند. جریان نشتی نوک به طور مشخصی لایه مرزی و رفتار شبه دنباله، در ناحیه خارجی span در تیغه و مسیر جریان پایین دست را تحت تاثیر قرار می دهد.
لایه مرزی دیواره ها نیز می تواند تاثیر قابل توجهی بر روی جریان موجود در گذرگاه تیغه های یک کمپرسور محوری داشته باشد. ضخامت لایه مرزی در دیواره ها در طبقات ورودی یک کمپرسور چند طبقه، می تواند به نسبت کم باشد، ولی ضخامت می تواند در طبقات پایین دست تر افزایش یافته و بخش قابل توجهی از جریان را در بر بگیرد. «[5,6] Wagner et al» اثر ضخامت لایه مرزی دیواره ها را بر روی جریان ثانویه در روتور یک کمپرسور محوری ایزوله شده مورد مطالعه قرار داد. بر این اساس معلوم گردید که ضخامت لایه مرزی دیواره ها هم بر جدایی در midspan و هم بر حرکت شعاعی جریان با تلفات بالا، از مرکز به نوک اثر می گذارد. در نتیجه توزیع شعاعی تلفات، بسته به ضخامت لایه مرزی دیواره ها تغییر می کند.
برای روترو کمپرسورهای محوری، جریان لایه مرزی shroud بطور نزدیک با رفتار جریان نشتی در نوک پره ها در ارتباط است. اگرچه جریان نشتی از میان فاصله نسبتا باریکی در نوک وارد می شود، اما تاثیر این جریان در بخش قابل توجهی از span خارجی مسیر جریان روتور احساس می شود. بر اساس یک بررسی توسط «[7] Lakshminarayana et al.»، تلفات ناشی از نشتی از نوک در ناحیه shroud-endwall حکمفرما است در حالی که تلفات ناشی از جریان ثانویه و لایه مرزی shroud دارای اهمیت کمتری هستند.
Lakshminarayana و [8,9] Murthy، یک آزمایش موشکافانه در مورد جریان در ناحیه نوک روتور یک کمپرسور محوری را انجام دادند. آنها متوجه شدند که لایه مرزی shroud-endwall از بالادست تا پایین دست روتور، خوب رفتار می کند، اگرچه در گذرگاه تیغه، تاثیر متقابل بین جریان نشتی نوک پره و لایه مرزی shroud کاملا پیچیده است. فراتر از تقریبا 25% از وتر، اثرات لایه مرزی shroud، با تاثیر گردابه های ناشی از فاصله بین تیغه و بدنه، حاکم می شود که یک ناحیه پیچیده اختلاط در 10% بیرونی span تیغه شکل می گیرد. این ناحیه اختلاط توسط نشتی در کل طول وتر تیغه تقویت می شود که باعث کاهش بار روی span بیرونی روتور می شود.
«[10] I noue et al»، اثرات میزان فاصله نوک تیغه را روی گسترش جریان shroud-end wall و رفتار گردابه نشتی بررسی کرد. معلوم شد که افزایش میزان فاصله نوک پره رابطه عکس با کارایی طبقه دارد و بازده را کاهش می دهد. با افزایش این فاصله، گردابه نشتی شدیدتر شد و حرکت های گردابی بزرگ باعث ایجاد جریان معکوس در راستای محوری و در نزدیکی shroud گردید.
ساختار جریان مهم دیگر و منبع تلفات، در کمپرسورهای محوری صوتی و فراصوتی، سیستم شوک و اثر متقابل شوک – لایه مرزی حاصل از آن می باشد. Strazisar و [11] Powell، نقشه ای از سطوح شوک در یک روتور کمپرسور محوری با عدد ماخ فراصوتی ورودی تهیه کردند. آنها مشاهده کردند که پایین دست شوک ناشی از لبه حمله در عرض span، فراصوتی است، اگرچه در ناحیه داخلی span جریان داخل گذرگاه به شرایط فروصوتی و بدون گذر از شوک دیگری، پخش می شود.
در نزدیک نوک (با عدد ماخ ورودی نسبی بالاتر آن) یک شوک نرمال در نزدیکی لبه فرار وجود دارد. چون روتور یک لبه حمله جاروب شده دارد، سطح شوک نیز مایل است، در نتیجه یک مولفه شعاعی سرعت مضاعف در پشت شوک ایجاد می شود که به علت چرخش جریان از روی شوک می باشد.

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله   188 صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید

دانلود گزارش کارآموزی در شرکت تجهیزات توربو کمپرسور نفت

اختصاصی از رزفایل دانلود گزارش کارآموزی در شرکت تجهیزات توربو کمپرسور نفت دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فرمت فایل: ورد قابل ویرایش

تعداد صفحات: 41

بسمه تعالی
فصل اول: کلیات، هدف، پیشینة تحقیق، روش کار و تحقیق
فصل اول – کلیات (اطلاعاتی راجع به محل انجام پروژه)
شرکت تجهیزات توربو کمپرسورنفت در تاریخ تأسیس شد و وظیفة اصلی آن

سهامداران شرکت تجهیزات توربو کمپرسور نفت، شرکت تجهیزات توربو کمپرسور نفت (۶۰%) و شرکت صنایع تجهیزات نفت (۴۰%) هستند. چند سال پیش هنگامی که شرکت ملی گاز ایران موظف شد خط لوله سراسری شمارة ۳ از جنوب (کتگان) به مناطق شمالی و مناطق مرکزی کشور را احداث نماید. در این میدان یکی از مهمترین بخش های پروژه که در حقیقت ساخت توربو کمپرسورهای گازی بود طی مناقصه ای به شرکت (Alstom Power) آلستوم پاور سوئد واگذار شد.

گاز در خط لوله در طی زمان و مسافت های طولانی انتشار پیدا می کند. برای رفع این مشکل ایستگاه های تقویت فشار طراحی شده و در آنجا گاز توسط کمپرسور کمپرس (فشرده) شده و در مسری خود با فشار حرکت داده می شود. توربین وظیفه به حرکت درآوردن کمپرسور را دارد. در حقیقت توربین نیروی محرکه کمپرسور می باشد. در عین حال توربین ها از نوع گازی (نه بخار و …) هستند.

شرکت آلستوم که بعد از مدتی اعلام ورشکستگی نمود و توسط کمپانی مشهور زیمنس (آلمان) خریداری شد. پس از برنده شدن در این مناقصه شرکت توربو کمپرسور نفت (otc) را به عنوان پیمانکار خود در ایران برگزید. در این پروژه مونتاژ توربین های ۲۵ مگاواتی به عهده یکی از شرکتهای زیرمجموعه otc یعنی شرکت تجهیزات توربو کمپرسور نفت نهاده شد. کارگاه مکونتاژ این شرکت در شهرک صنعتی شمس آباد – ۴۵ کیلومتری اتوبان تهران – قم احداث شد و دفتر آن هم اکنون در خیابان گاندی – خیابان چهاردهم می باشد. شرکت OTCE یک هیئت مدیره دارد که در آن جناب آقای مهندس منتظری به سمت مدیرعامل برگزیده شده اند و ۶ معاونت به نام های زیر دارد.

معاونت مالی – اداری – معاونت بازرگانی – معاونت طرح و برنامه – معاونت تولیذ – معاونت تحقیق و توسعه و معاونت فنی و مهندسی. چارت سازمانی شرکت به شکل زیر می باشد.

یکی از زیرمجموعه های معاونت طرح و برنامه دپارتمان مهندسی صنایه می باشد. و شرح وظایف آن نیز به شرح زیر می باشد.
در بخش تولید ۳ سمت اصلی وجود دارد یکی بخش مونتاژ و دیگری بخش تست و راه انداری. مدیریت مونتاژ شامل ۳ زیرگروه پایپلینگ، مکانیک و الکتریال می شود که این سه گروه همانطور که از اسم آنها پیدا مسوؤلیت مونتاژ و نصب قطعات مکانیکی توربینی و قطعات پایپینگ ها و مجموعه کامل کابل کشی ها و … مربوط به الکتریکال را دارند. بخش تست و اره اندازی در حقیقت عهده دار کنترل تمام سیستم های مونتاژ شده است.

فصل دوم
مقدمه (فصل)
بهتر است قبل از آنکه استقرار بپردازیم، جایگاه آنرا در دید کلان برنامه ریزی معرفی شود تا در ابتدای کار درک بهتری نسبت به آن ایجاد شود. همچنین اهمیت آن بیش از پیش روشن گردد. در اینصورت می بایست به سراغ «برنامه ریزی تسهیلات» برویم. لغتی که در سالهای اخیر به طور خاص در صنعت از آن بسیار یاد شده و مقالات و کتاب های متنوع و زیادی در این باره نوشته شده است مدل های پیچیده ریاضی ارایه شده و روش ها و راه‌کارهای تحلیلی و آزمایشی مختلفی مطرح گردیده است.

برنامه ریزی تسهیلات در حقیقت تعیین می کند که چگونه با امکانات موجود و دارایی ثابت می توان بهترین حالت را برای انجام فعالیت در راستای هدف مورد نظر به وجود آورد.

برنامه ریزی تسهیلات یک موضوع عام و کلی است و کاربرد وسیعی دارد. می‌توان از آن در یک بیمارستان، یک کارگاه مونتاژ یک مرکز خدمات مثلاً دانشگاه، انبار، فرودگاه یک مغازه و … استفاده کرد.
عامل بهبود مستمر در برنامه ریزی تسهیلات جایگاه والایی دارد. شاید به همین دلیل است که یان پروژه (بهبود درمان) و بسیاری از پروژه های مشابه آن انجام می شود. زیرا نهایتاً منجر به بهبود می ود که این بهبود می تواند در زمینه ها مختلف و متفاوت مانند زمان، نیروی انسانی، ابزارآلات و … شود. بهبود مستمر مستمر در چرخه برنامه ریزی تسهیلات را در شکل ـــ به صورت زیر آمده است.

به طور کلی مبحث برنامه ریزی تسهیلات شامل ۲ بخش مهم است: مکان یابی تسهیلات و طراخ تسهیلات. مسئله مکان یابی و تعیین مکان جهت واحد است و از اطلاعاتی در باره مشتریان، عرضه کنندگان مواد اولیه و عرضه سایر تسهیلات پیروی می کند.

طراحی تسهیلات شامل ۳ بخش طراحی سیستم های تسهیلات، طراحی پیدمان و طراحی سیستم های انتقال است. طراحی سیستم های تسهیلات شامل سیستم های ساختاری، سیستم های فضایی، سیستم های ساختمانی، سیستم های روشنایی، سیستم های ایمنی و سیستم های بهداشت و … می شود. چیدمان شامل کلیه تجهیزات، ماشین آلات و اسباب و اثاثیه داخلی می شود. همچنین سیتم های انتقال شامل مکانیزم های مورد نیاز برای ایجاد ارتباط متقابل در داخل واجد موجود است.

به طور کلی سلسله مراتب برنامه ریزی تسهیلات را می توان در شکل ـــ مشاهده نمود.
مکان یابی تسهیلات در حقیقت دید کلان از برنامه ریزی تسهیلات است درحالیکه طراحی تسهیلات با بررسی جزء به جزء در سطوح خرد به این مسئله می نگرد.

به عنوان مثال در پرئژه یک کارخانه مونتاژ می توان بدین صورت گفت:
آنچه پس از بررسی اجمالی در باره مبحث برنامه ریزی تسهیلات – با توجه به سلسله مراتب و اجزاء آن – همچنان مهم به نظر می رسد، اجرای مستمر آن است و تأکید در این پروژه نیز در همین راستا می باشد.

حال بهتر می توان در مورد موضوع مورد نظر این پروژه یعنی چیدمان صحبت کرد و جایگاه آنرا یا یک دید کلان بررسی کرد. چیدمان بخشی از مبحث طراحی کارخانه است. هنگامی که در برنامه ریزی تسهیلات مکان مشخص شد، ۳ موضوع مطرح می شود. طراحی سیستم ها چیدمان و حمل و نقل ها. تا حدودی در طراحی نیز ترتیب همین است ولی در عین هر سه ایتم به یکدیگر نیاز دارند. به طور کلی برنامه ریزی تسهیلات شامل موارد زیر می شود و هدف ما در بخش چیدمان کمک به بهبود مستمر این فرآیندها است به طوریکه اهداف و مقاصد مورد نظر ما را برآورده نموده. همچنین با تغییراتی که در (مثلاً) بخش چیدمان انجام می شود. برخی موارد به سمت بهبود میل پیدا می کند.

دریافت، بازرسی در محوطه، انبار، بازاریابی، ارسال به تولید و مونتاژ، حرکت در داخل تولید و مونتاژ، انبار محصولات در جریان ساخت، کنترل مواد، بسته‌بندی، ارسال به انبار، انتخاب سفارش، ارسال برای حمل، جمع آوری سفارش حمل، نگهداری و خدمات کارمندی، همچنین لازم است از کنترل موجودی کنترل تولید، کنترل کیفیت، خیرد، بازاریابی، طراحی محصول، بسته بندی، توسعه محصول، ساخت، سیستم هیا اطلاعاتی و مدیریت نیز اطلاعاتی به عنوان ورودی گرفته شود.

* برنامه ریزی دپارتمان
برنامه ریزی دپارتمان می تواند شامل برنامه ریزی جهت بخش های تولید، پشتیبانی، اداری، خدماتی و … شود. برنامه ریزی بخش تولید شامل مجموعه ای از ایستگاه های کاری است که طی فرآیند چیدمان تسهیلات گرد هم آمده‌اند. برنامه ریزی دپارتمانی نی تواند با ترکیب ایستگاه های کاری که وظایف مشابه دارند انجام شود. منظور ایستگاه های کاری‌ای است که فرآیند شبیه به هم دارند.

۴ نوع از برنامه ریزی دپارتمانی
۱- برنامه ریزی دپارتمانی بر اساس محصول
۲- برنامه ریزی دپارتمانی بر اساس محل مواد ثابت
۳- برنامه ریزی دپارتمانی بر اساس خانواده محصول (یا تکنولوژی گروهی)
۴- برنامه ریزی دپارتمانی بر اساس فرآیند

توضیحات هر یک از انواع برنامه ریزی
حال فرض کنید برای یک محصول مثل ـــ تقاضای ثابت و بزرگی باید توسط تولید برآورده شود. در هر یک چنین وضعیتی ایستگاه های کاری می بایستی ترکیب شده و به یک نوع برنامه ریزی دپارتمانی تبدیل شوند که همة ایستگاه‌های کاری جهت تولید محصول در آن جمع شده اند. در این حالت برنامه ریزی دپارتمانی بر اساس محصول را می توان بخش بر اساس خط تولید نامید.

در حالت دیگر می توان فرض کرد محصول دارای تقاضای سفارشی با میزان کم و حجم بسیار بزرگ است و نمی توان آنرا به راحتی جابجا کرد و حرکت داد. ایستگاه های کاری باید ترکیب شده و یک برنامه ریزی دپارتمانی را فراهم آورند که شامل همة ایستگاه های کاری مورد نیاز جهت تولید محصول و مراحل آن باشد.

این نوع برنامه ریزی دپارتمانی به دپارتمان بر اساس محل ثابت مواد معروف است.

نوع سوم از برنامه ریزی دپارتمانی محصول هنگامی به وجود می آید که میزان تقاضا درصد متوسط بوده و تعداد انواع محصولات نیز متوسط باشد. شکل مشابه اجزاء، در یک خانواده از اجزاء به گروه ایستگاه کاری معروف است. ترکیب گروه ایستگاه کاری در برنامه ریزی دپارتمانی محصول به عنوان یک بخش بر اساس خانواده محصولات معروف است. به عنوان آخرین حالت در برخی مواقع در ترکیب ایستگاه های کاری، فرآیندها مشابه می باشد. برنامه ریزی دپارتمانی برای چنین قطعاتی به بخش بر اساس فرآیند معروف است. منظور از بخش در جملات بالا همان دپارتمان است و از نظر معنایی تفاوتی نمی کنند.
در جدول زیر ترکیب ایستگاه های کاری برای برنامه ریزی دپارتمانی آمده است.

ردیف نوع محصول نوع برنامه ریزی دپارتمانی روش ترکیب ایستگاه کاری
۱ استاندار و تقاضای زیاد و مستمر دارد بخش بر اسا محصول خط تولید ترکیب همه ایستگاه هیا کاری مورد نیاز جهت تولید محصول
۲ از نظر فیزیکی بزرگ، حرکت آن سخت و دارای تقاضای سفارشی است بخش بر اساس محصول، محل مواد ثابت ترکیب همه ایستگاه ها کاری مورد نیاز برای تولید محصول با فضای مورد نیاز جهت مرحله بندی محصول

۳ محصولاتی که می توان آنها را به خانواده های مشابه گروه بندی کرد و هر یک در یک گروه از ایستگاه های کاری تولید شوند بخش بر اساس تولید محصول، خانواده محصول ترکیب همه ایستگاه های کاری مورد نیاز برای تولید خانواده محصول
۴ هیچکدام از موارد فوق بخش بر اساس فرآیند ترکیب ایستگاه های کاری یکسان برای برنامه ریزی دپارتمانی اولیه و تلاش برای ترکیب بخش های اولیه مشابه

جمع آوری اطلاعات
قبل از آنکه هرگونه برنامه و سیستم استقراری پیشنهاد شود می بایست به برخی سؤالات پاسخ داد و ابعاد مختلف استقرار را در نظر گرفت. تعدادی از این سوالات که می بایستی به آنها پاسخ داده شود به شرح زیر است.
۱- محصول چیست؟ (چه چیزی قرار است تولید شود؟)
۲- چگونه تولید می شود؟

۳- به چه تعداد تولید می شود؟
۴- مراجل انجام کار چگونه است؟
۵- تجهیزات و ماشین آلاتی که قرار است به کار روند کدامند؟

۶- جریان مواد و محصول و … به چه صورت است؟
۷- مواد اولیه کدامند؟
۸- محصول در کجا تولید می شود؟
۹- مدت زمان تولید محصول؟
۱۰- …………
در این فصل به مرور این سؤالات مطرح شده و توضیحات نسبتاً جامعی در مورد آنها داده خواهد شد.
به طور قطع می توان گفت شناخت محصول اولین آگاهی مهمترین اطلاع یک طرح بهبود دهندة استقرار می باشد. دلیل آن ایجاد یک دید کلی و یک افق ذهنی بلندتر در ذهن شخصی است که برروی مسئله استقرار کار می کند. به طور قطع ذهنیتی که در مورد یک کارخانه سازندة توربین های گازی و چیدمان آن به ذهن خطور می کند با ذهنیت در یاره یک کارخانة تولید محصولات غذایی مثلاً پفک تفاوت چشمگیری دارد.
این اولین قدم از شناخت مسئله است که جهت دهی کلی برنامه ریزی و استقرار را تعیین می کند. بدیهی است که در اینجا به اطلاعات اساسی و پایه ای جهت بررسی دقیق تر و اعلام نظر صحیح تر نیازمندیم.

پاسخ به این سوال که محصول چگونه تولید می شود معمولاً به عهده بخش تولید است. مشخصات عملیات دقیق، ارایه و ضممیه کردن عکس های محصول در همه مراحل فیزیکی از مهمترین اطلاعات ووردی یک طرح استقرار است. به عنوان یک واحد سفارش آن به یک شرکت پیمانکار یکی از وظایف یک برنامه ریز یا طراح فرآیند است. در شکل زیر فرآیند تصمیم گیری در مورد ساخت یا خرید آمده است.

اگر در ابتدای طراحی استقرار برای یک مؤسسه باشیم برنامه ریزی ظرفیت اهمیتی چند برابر پیدا یم کند. در این حالت مشخص کردن مکان کارخانه برای پیش بینی طرح های توسعه ای، درآوردن نمودارهای عرضه و تقاضا برای محصول، پیش بیتی آیندة چند ساله محصول و عوامل بسیار دیگر برای کارخانه برنامه ریزی ظرفیت می کنند. با این حال اگر سال ها از طول عمر یک واحد صنعتی می گذرد در بهبود استرقار، بحث ظرفیا همچنان مهم است. می‌توان گفت این برنامه ریزی ظرفیت و طرح بهبود استقرار در بسیاری اوقات با هم یک تناسب مستقیم دارند.

برای اینکه ما سیر زمانی تولید یک محصول را به دست آوریم لازم است اطلاعات زیر را داشته باشیم. این اطلاعات در مراحل مختلفی برای ما بسیار سودمند است که در جای خود در بارة آنها بحث و گفتگو خواهیم نمود.

– لیست قطعات
لیست قطعات، فهرستی از اجزای سازندة یک محصول است – یک لیست قطعات علاوه بر تصمیم در مورد ساخت یا خرید شامل اطلاعاتی از قبیل زیر یم باشد: شماره قطعه ها، نام قطعه، تعداد قطعه به کار رفته، مراجع نقشه ها
– لیست مواد

لیست مواد شباعت زیاید به لیست قطعات دارد و از آن یک فهرست مواد اغلب به لیست قطعاتی گفته می شود که شامل همان اطلاعات لیست قطعات به علاوه اطلاعاتی در مورد ساختار محصول باشد. معمولاً ساختار محصول دارای سلسله مراتبی است که به آن سطح مونتاژ محصول گرفته می‌شود. سطح صفر معمولاً مشخص کنندة محصول نهایی است. سطح را برای زیر مونتاژها و اجرایی به کار می رود که مستقیماً محصول نهایی را به وجود می آورند. سطح ۲ زیر مونتاژهای اجزاء سطح‌اند. و به هم ترتیب تا ریزترین قطعات و مواد دیده می شود. می توان گفت یک نمودار درختی جایی از این سطح بندی و طبقه‌بندی به دست می آید. در شکل زیر نمونه ای از یک لیست مواد را مشاهده می کنید.

تحقیق با عنوان: توربو شفت (Turbo Shaft Project)

اختصاصی از رزفایل تحقیق با عنوان: توربو شفت (Turbo Shaft Project) دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

توربوشفت (به انگلیسی: Turbo shaft)‏ نوعی موتور توربینی گازی است که جهت تولید نیرو برای استفاده در واحد تولید قدرت انواع ماشین آلات استفاده می‌شود. ساختار موتورهای توربو شفت بسیار شبیه به موتورهای توربو پراپ می‌باشد، اما سرعت چرخش ملخ موتور توربو شفت از سرعت چرخش ملخ موتور توربو پراپ بسیار کم‌تر است. در موتور توربو شفت، هدف تولید قدرت زیاد٬ اطمینان‌پذیری بالا، اندازه کوچک و وزن سبک است اما با سرعت چرخش کم. برخی کاربردهای موتور توربو شفت عبارتند از: بالگردها، قایق‌ها و کشتی‌ها، تانک‌ها، هواناو، و تجهیزات ثابت...

 

پروژه توربو شفت (Turbo Shaft Project) مشتمل بر دو فایل آموزشی است. فایل اول با فرمت pdf، مشتمل بر 41 صفحه و فایل دوم با فرمت Powerpoint، مشتمل بر 29 اسلاید، تایپ شده، به همراه تصاویر رنگی، جهت دانلود قرار داده شده تا به راحتی کاربر بتواند آن را به میل خود در صورت نیاز ویرایش نماید...

جهت خرید پروژه توربو شفت (Turbo Shaft Project) به مبلغ فقط 3000 تومان و دانلود آن بر لینک پرداخت و دانلود در پنجره زیر کلیک نمایید.

!!لطفا قبل از خرید از فرشگاه اینترنتی کتیا طراح برتر قیمت محصولات ما را با سایر فروشگاه ها و محصولات آن ها مقایسه نمایید!!

!!!تخفیف ویژه برای کاربران ویژه!!!

با خرید حداقل 10000 (ده هزارتومان) از محصولات فروشگاه اینترنتی کتیا طراح برتر برای شما کد تخفیف ارسال خواهد شد. با داشتن این کد از این پس می توانید سایر محصولات فروشگاه را با 20% تخفیف خریداری نمایید. کافی است پس از انجام 10000 تومان خرید موفق عبارت درخواست کد تخفیف و ایمیل که موقع خرید ثبت نمودید را به شماره موبایل [phone] ارسال نمایید. همکاران ما پس از بررسی درخواست، کد تخفیف را به شماره شما پیامک خواهند نمود

دانلود پایان نامه کارشناسی رشته مکانیک - بررسی عملکرد توربو پمپ ها با فرمت ورد

اختصاصی از رزفایل دانلود پایان نامه کارشناسی رشته مکانیک - بررسی عملکرد توربو پمپ ها با فرمت ورد دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

                                                            فهرست

عنوان مطالب                                                                                           صفحه

مقدمه                                                                                                                             1                                                                                                    

فصل اول                                                                                        

تقسیم بندی کلی پمپ ها                                                                                  2                                                                            

انواع پمپ ها جابه جایی مثبت                                                                                           3

پمپ های دوار                                                                                                                4

پمپ های رفت وبرگشتی                                                                                                9

مقایسه پمپ های جابه جایی مثبت ودینامیکی                                                                   10

فصل دوم-توربوپمپ ها

اجزای اصلی توربوپمپ ها                                                                                              11

محاسبه هدتولیدی پروانه                                                                                                 13

منحنی مشخصه                                                                                                               16

پدیده کاویتاسیون ومفهومNPSH                                                                                   18

بررسی خوردگی درتوربوپمپ ها                                                                                   23

قوانین تشابه پمپ هاوترکیب پمپ ها                                                                               26                              

جنس اجزای توربوپمپ ها                                                                                               35

اجزای فرعی درتوربوپمپ ها                                                                                          38

پمپ های چندطبقه فشارقوی                                                                                           43

ضمائم                                                                                                                            45

منابع                                                                                                                              49