آنالیز میدان حرارتی و تنش در یک پره توربین گاز

یکی از عمده ترین شاخصهای اقتصادی - صنعتی یک جامعه مدرن میزان تولید و مصرف انرژی الکتریکی آن می باشد. امروزه نیروگاههای گاز بدلیل جنبه های مثبتی که دارا است ، یکی از مهمترین تولیدکننده های نیروی برق می باشد. همچنین این واحدهای دارای جنبه های منفی نظیر فرسایش شدید، در قطعات داغ آن می باشد. از مهمترین اجزایی که در این واحدها در معرض فرسایش شدید قرار دارند، پره های ردیف اول توربین می باشند، بطوریکه سالیانه تعداد زیادی از این پره ها تخریب شده و غیرقابل استفاده می شوند. به منظور رفع این مشکلات تمهیداتی نظیر انتخاب ماده مناسب ، بهبود طراحی و ... در نظر گرفته شده است . برای به تحقق رسیدن این تمهیدات باید در ابتدا شرایط کاری پره شناخته شده و با محاسبات توزیع تنش مقادیر ضریب اطمینان در نواحی مختلف پره مشخص باشد. در این روژه با بررسی شرایط کاری پره وضعیتی که به لحاظ تنشهای موجود در آن در حالت کارکرد دائم دارا می باشد، تعیین شده است . این محاسبات برای پره متحرک ردیف اول توربین گاز w251 انجام گردیده است . روشی که برای تحلیل در نظر گرفته شده است روش المانهای محدود بوده و نرم افزار مورد استفاده nisa ii می باشد. به این منظور با استفاده از محاسبات ترمودینامیکی شرایط سیال با شبکه بندی جریان بین دو پره متوالی و با اعمال شرایط مرزی محاسبه شده از حل ترمودینامیکی پارامترهای جریان در نقاط شبکه تعیین شدند. سپس با مدلسازی پره و اعمال شرایط سیال در اطراف آن توزیع دما در حالت کارکرد دائم توربین در پره محاسبه گردید. به منظور انجام محاسبات تنش به مدل هندسی پره در نرم افزار، شرایط دوران پره در کارکرد دائم اعمال شده و سپس تنشهای ناشی از نیروهای گریز از مرکز معین شدند. به این ترتیب می توان با استفاده از شرایط محاسبه شده در این نوع پره ها یک شناسایی کلی در مورد شرایط کاری پره به دست آورد و نواحی از پره که بیشتر در معرض تخریب قرار دارند تعیین شده و توسط محاسبات طراحی آنها را تقویت نموده و عیوب موجود را برطرف کرد.