پروژه در مورد توربین های گازی

شیوه کار توربین های گازی

فهرست

عنوان                           صفحه

فصل اول:................................................................. تاریخچه توربین گازی 1

1ـ1 تاریخچه توسعه توربین گازی: 2

2ـ1 کلیات توربین گازی: 4

3ـ1 بررسی های اولیه توربین گازی از دیدگاه ترمودینامیک وفناوری : 5

اهداف توسعه توربین های گازی پیشرفته 8

1ـ2 سیکل باز توربین گازی تک محوری ودومحوری: 9

2ـ2 توربین گازی با کمپرسور با نسبت فشار بالا: 10

3ـ2 توربین گازی با سیکل بسته و مزایای آن : 11

فصل سوم: .................................................  ترمو دینامیک توربین گازی 13

1ـ3 طرز کار توربین گازی بامدار ساده: 14

2ـ3 توربین گازی از نظر ترمو دینامیک: 16

2ـ2ـ3 تحولات ترمودینامیک 19

3ـ2ـ3 رابطه بین پارامترها: 22

4ـ2ـ3 سیکل کارنو: 25

5ـ2ـ3 خواص سیکل کارنو : 27

6ـ2ـ3 راندمان موثر: 28

3ـ3 روشهای از دیاد بازده توربین های گازی : 31

4ـ3 پدیده جدایی(stall): 32

5ـ3 پدیده خفگی در کمپرسور محوری(Surge): 33

6-3 انواع سیکلهای توربین گازی: 35

1-6-3 سیکل باز مستقیم: 36

2-6-3 سیکل باز غیرمستقیم: 37

3-6-3 سیکل بسته مستقیم: 37

4-6-3 سیکل بسته غیر مستقیم: 38

اجزای اصلی توربین گازی 39

1-4  توربین 40

2-4 کمپرسور ، پره ها و سیلها 46

3-4 اتاق احتراق ( Combustion Basket ): 49

فصل پنجم:.................................................   سیستم هوا ، سوخت احتراق 53

1-5 کلیات : 54

2-5  هوای خنک کننده: 57

3- 5 هوای پودر کننده سوخت (   Atomizing Air ): 57

4-5 تامین هوا: 57

5-5 سوخت: 58

1-5-5 سوختهای جامد : 58

2 -5 -5 سوختهای مایع: 58

3-5-5 سوختهای گازی : 59

4-5-5 سوختهای هسته ای : 59

6-5 انتخاب سوخت : 59

7-5 -  انواع سوختهای مصرفی در توربین های گازی که عبارت است ازنفت و گاز ( گازوئیل ) و گازهای طبیعی 61

1-7-5 گازوئیل یا نفت گاز: 61

2-7-5 گاز طبیعی: 62

8-5 احتراق در توربین های گازی و اجزای تشکیل دهنده محفظه احتراق: 64

1-8-5 ترکیب شیمیای عناصر در احتراق: 64

ارتعاشات در توربین : 68

2-6- ارتعاشات ناشی از عدم بالانسینگ : 68

3-6- دور بحرانی در توربین: 71

4-6- سیستمهای روغن در توربین : 73

5-6-کاربردهای توربین در صنعت : 76

مراجع : 78

       
فصل اول: تاریخچه توربین گازی

1ـ1 تاریخچه توسعه توربین گازی:

نخستین بار ،در سال 150پیش ازمیلاد الکساندریا( (Alexandriaازتوربین گازی (gas turbine)استفاده کرد. وی با استفاده از دود حاصل از آتش ،توربین را به حرکت درآورد. در همان زمان چینیها از آسیابهای بادی استفاده می کردند.تا سال 1791 میلادی در این روش ومدل تغییر چندانی صورت نگرفت، تا اینکه جان باربر (John Barber)طرح توربین گازی را که دارای کمپرسورپیستونی،محفظه احتراق وتوربین ضربه ای بود،ارائه داد.در سال1808 اولین نوع توربین گازی انفجاری ـ که در مراحل بعدی شیرهایی در ورودی سوخت و خروجی محفظه احتراق آن ،برای کنترل انفجار در فضای بسته نصب شده بود ـ معرفی گردید.فشار حاصل از گاز،توربین رابه طورموفقیت آمیز امابا کارایی بسیار پایین به حرکت درآورد.خط تولید این توربین گازی در سال 1939،به دلیل طراحی مدل جدیدی از توربین گازی توسط براون باوری (Brown Boveri) ،برچیده شد.

در فاصله زمانی بیش از یک قرن ،توسعه توربینهایی با جریان پیوسته،به دلیل کمبود اطلاعات علمی،همیشه دچار مشکل بوده است وپیشرفت چندانی ملاحظه نمی شود.محققان این رشته،بیشتر از روشهایی مانندسعی وخطابدون داشتن پایه ای علمی استفاده می کردند. بعنوان مثال استالز (Stolze)در سال 1872توربین گازی باکمپرسور جریان محوری هفت مرحله ای را طراحی کرد.بدین ترتیب که انتقال حرارت از طریق نوعی مبدل(جایگزین محفظه احتراق)وتوربین عکس العمل ده ردیفه انجام می شد.این نوع توربین گازی در سال 1900به مرحله آزمایش وبهره برداری رسیدوتاسال1904آزمایشهای لازم روی آن انجام شد؛اما به دلیل داشتن کمپرسوری باکارایی بسیار پایین ،ازادامه کارآن جلوگیری شد. پارسونز

نیزدرسال1884به همان دلیل موفق نبود.وی سعی کردتوربین عکس العملی رادرجهت عکس به عنوان

کمپرسور به حرکت درآورد. تمامی این شکستها،نتیجه عدم آگاهی ازعلم آیرودینامیک سیستمهای بکاررفته بود.به عنوان مقایسه،درسیستمهای امروزی،هرمرحله از توربین،توانایی راندن شش یاهفت مرحله از کمپرسور جریان محوری باهمان دبی جرمی رادارد. و ........