با هزینه ای اندکی شما میتونید فایل (تحليل ارتعاشات آزاد پره توربينهاي گازي به منظور جلوگيري از خستگي دور بالا 10 ص) را تهیه کنید.

قسمتی از متن :

 

‏تحليل ‏ارتعاشات ‏آزاد ‏پره ‏توربينهاي ‏گازي ‏به ‏منظور ‏جلوگيري ‏از ‏خستگي

‏دور ‏بالا

‏مهدی ‏بهزاد ‏١‏، ‏سيد ‏محمد ‏رضا ‏حسينی ‏۲‏، ‏عليرضا ‏ابراهيمي ‏۳

‏١- ‏دانشگاه ‏صنعتی ‏شريف, ‏دانشکده ‏مکانيک

‏۱۱۳۶۵- ‏ايران, ‏تهران, ‏خيابان ‏آزادی, ‏کدپستی ‏۹۵۶۷

E-mail: m_behzad@sharif.edu

‏چكيده

‏خستگي ‏دور ‏بالا ‏يكي ‏از ‏عوامل ‏اصلي ‏بروز ‏خرابي ‏در ‏پره ‏هاي ‏توربينهاي ‏گازي ‏م ‏يباشد ‏كه ‏از ‏يكسو ‏باعث ‏كاهش ‏ميزان

‏دسترسي ‏و ‏قابليت ‏اطمينان ‏نيروگاههاي ‏گازي ‏شده ‏و ‏از ‏سوي ‏ديگر ‏باعث ‏تحميل ‏هزينه ‏جايگزيني ‏پره ‏ها ‏به ‏بخش

‏نگهداري ‏و ‏تعميرات ‏اين ‏نيروگاهها ‏م ‏يگردد. ‏ارتعاشات ‏بالاي ‏پره ‏توربين ‏م ‏يتواند ‏تنشهاي ‏ديناميكي ‏بالاتر ‏از ‏حد ‏مجاز

‏توليد ‏كند ‏كه ‏باعث ‏ايجاد ‏خستگي ‏دور ‏بالا ‏مي ‏گردند. ‏با ‏بررسي ‏ارتعاشات ‏پره ‏توربين ‏مي ‏توان ‏از ‏بروز ‏پديده ‏تشديد

‏جلوگيري ‏نمود ‏و ‏ارتعاشات ‏پره ‏توربين ‏را ‏در ‏حد ‏قابل ‏قبولي ‏نگه ‏داشت. ‏در ‏اين ‏مقاله ‏روشي ‏جديد ‏براي ‏آناليز ‏مودال

‏پر ‏ههاي ‏توربين ‏ارائه ‏شده ‏است. ‏در ‏روش ‏معمول ‏از ‏داده ‏هاي ‏تست ‏مودال ‏پره ‏در ‏حالت ‏گيردار، ‏براي ‏روزآمد ‏كردن

‏مدل ‏اجزاء ‏محدود ‏استفاده ‏م ‏يگردد. ‏سپس ‏مدل ‏تحليلي ‏روزآمد ‏شده ‏در ‏شرايط ‏كاري ‏پره ‏تحليل ‏مي ‏گردد. ‏در ‏اين

‏مقاله ‏با ‏ارائه ‏چند ‏مثال ‏نشان ‏داده ‏شده ‏است ‏كه ‏داد ‏ههاي ‏تست ‏بدست ‏آمده ‏از ‏اين ‏روش ‏از ‏دقت ‏مناسبي ‏برخوردار

‏نيستند. ‏در ‏روش ‏پيشنهادي ‏در ‏اين ‏مقاله ‏از ‏داده ‏هاي ‏تست ‏در ‏حالت ‏آزاد ‏براي ‏روزآمد ‏كردن ‏مدل ‏تحليلي ‏استفاده

‏گرديده ‏است. ‏در ‏ادامه ‏كارايي ‏اين ‏روش ‏براي ‏تحليل ‏مودال ‏پره ‏توربين ‏ثابت ‏گرديده ‏است.

‏واژ ‏ههاي ‏كليدي: ‏تست ‏مودال - ‏روش ‏اجزا ‏محدود - ‏روزآمد ‏كردن ‏مدل - ‏پره ‏توربين

‏١- ‏دانشيار ‏٢- ‏دانشجوي ‏كارشناسي ‏ارشد ‏٣- ‏دانشجوي ‏دكترا

‏١- ‏مقدمه

‏خرابي ‏پ‏ر‏ههاي ‏توربين ‏گازي ‏از ‏يك ‏سو ‏باعث ‏كاهش ‏ميزان ‏دسترسي ‏به ‏نيروگاهها ‏براي ‏توليد ‏برق ‏شده ‏و ‏از ‏سوي ‏ديگرباعث ‏تحميل ‏هزينه ‏تعمير ‏و ‏جايگزيني ‏پره ‏ها ‏به ‏گردانندگان ‏اين ‏نيرو ‏گاهها ‏ميگردد، ‏بگونه ‏اي ‏كه ‏هزينه ‏جايگزيني ‏پره ‏هاي‏ ‏توربينهاي ‏گازي ‏قسمت ‏عمد ‏هاي ‏از ‏هزينه ‏تعميرات ‏و ‏نگهداري ‏نير ‏وگا ‏ههاي ‏گازي ‏را ‏تشكيل

‏م‏يدهد. ‏عوامل ‏مختلفي ‏در ‏خرابي

‏پر ‏ههاي ‏توربين ‏هاي ‏گازي ‏دخيل ‏هستند ‏كه ‏مهمترين ‏آنها ‏عبارتند ‏از: ‏الف) ‏خستگي ‏كه ‏شامل ‏خستگي ‏دور ‏بالا

(High Cycle Fatigue‏۱] ‏م ‏يباشد ‏و ‏ب) ‏خزش[ ‏۵]. ‏اما ‏زماني ‏كه -‏۴] (Low Cycle Fatigue) ( ‏و ‏خستگي ‏دور ‏پايين‏ ‏توربين ‏در ‏محدوده ‏رزونانس ‏كار ‏كند ‏مهمترين ‏عامل ‏خرابي ‏پر ‏ههاي ‏توربين ‏خستگي ‏دور ‏بالا ‏خواهد ‏بود.

‏پر ‏هها ‏و ‏ديسكهاي ‏توربينهاي ‏گازي ‏به ‏علت ‏امكان ‏وقوع ‏تشديد ‏در ‏دور ‏كاري ‏توربين ‏و ‏هارمون‏ی‏كهاي ‏آن ‏در ‏معرض

‏خستگي ‏دور ‏بالا ‏م‏يباشند. ‏پديده ‏تشديد ‏باعث ‏افزايش ‏تنش ‏هاي ‏ديناميكي ‏م‏يگردد ‏كه ‏عامل ‏اصلي ‏بروز ‏پديده ‏خستگي ‏دوربالا ‏م‏يباشد. ‏از ‏اينرو ‏بررسي ‏ارتعاشات ‏و ‏تنش ‏در ‏اكثر ‏قطعات ‏توربين ‏هاي ‏گازي ‏مرحل‏ه ‏هاي ‏حياتي ‏در ‏فرايند ‏طراحي ‏و ‏ساخت‏ ‏توربين ‏محسوب ‏م ‏يگردد، ‏تا ‏اطمينان ‏حاصل ‏گردد ‏كه ‏فركا ‏ن‏سهاي ‏طبيعي ‏قطعات ‏در ‏محدوده ‏مشخصي ‏قرار ‏م ‏يگيرد. ‏علاوه ‏بر

‏اين ‏عوامل ‏ديگري ‏همچون ‏خطاهاي ‏ساخت، ‏سايش ‏و ‏خوردگي ‏م ‏يتواند ‏باعث ‏تغيير ‏در ‏مشخصات ‏مودال ‏پر ‏هها ‏گردد. ‏همچنين

‏تغييراتي ‏كه ‏ممكن ‏است ‏در ‏فرايند ‏مهندسي ‏معكوس ‏در ‏پر ‏هها ‏ايجاد ‏شود ‏نيز ‏م ‏يتواند ‏باعث ‏بروز ‏پديده ‏تشديد ‏گردد.

‏روش ‏معمول ‏براي ‏تحليل ‏مودال ‏پره ‏هاي ‏توربين ‏بدين ‏ترتيب ‏است ‏كه ‏پره ‏در ‏فيكسچر ‏ثابت ‏مي ‏شود ‏و ‏تست ‏مودال ‏انجام

‏م ‏يگيرد. ‏سپس ‏به ‏كمك ‏نتايج ‏بدست ‏آمده ‏از ‏تست ‏مدل ‏اجزاء ‏محدود ‏روزآمد ‏م ‏يگردد. ‏در ‏اين ‏مقاله ‏روشي ‏جديد ‏براي ‏تحليل

‏مودال ‏پر ‏ههاي ‏توربين ‏ارائه ‏شده ‏است. ‏در ‏اين ‏روش ‏بجاي ‏تست ‏مودال ‏پره ‏در ‏حالت ‏گيردار ‏پره ‏در ‏حالت ‏آزاد ‏تست ‏م ‏يشود.

‏مزيت ‏استفاده ‏از ‏اين ‏روش ‏اين ‏است ‏كه ‏نياز ‏به ‏فيكسچر ‏ندارد ‏و ‏داد ‏ههاي ‏بدست ‏آمده ‏دقيقتر ‏هستند ‏و ‏نويز ‏كمتري ‏دارند.

‏سپس ‏مدل ‏اجزاء ‏محدود ‏كه ‏آن ‏هم ‏در ‏حالت ‏آزاد ‏تحليل ‏شده ‏رو ‏زآمد ‏م ‏يگردد. ‏سپس ‏به ‏سادگي ‏م ‏يتوان ‏مدل ‏اجزاء ‏محدود ‏را

‏در ‏نر ‏مافزار ‏مربوطه ‏گيردار ‏نمود ‏و ‏فركانسهاي ‏طبيعي ‏پره ‏را ‏بدست ‏آورد. ‏در ‏نتيجه ‏با ‏استفاده ‏از ‏اين ‏روش ‏علاوه ‏بر ‏صرفه ‏جويي

‏در ‏وقت ‏و ‏هزينه ‏م ‏يتوان ‏نتايج ‏دقيقتري ‏را ‏بدست ‏آورد. ‏براي ‏اثبات ‏كارايي ‏اين ‏روش، ‏بايد ‏براي ‏مدل ‏بدست ‏آمده ‏دو ‏معيار ‏زير

‏ارضا ‏گردد:

‏يعني ‏اختلاف ‏نتايج ‏بدست ‏آمده ‏از ‏تحليل ‏و ‏تست ‏در ‏محدوده (Reliability) ‏۱- ‏مدل ‏م ‏يبايست ‏داراي ‏دقت ‏مطلوب ‏باشد

‏قابل ‏قبولي ‏واقع ‏گردد.

‏يعني ‏با ‏تغيير ‏شرايط ‏كاري ‏مدل ‏بدست ‏آمده ‏بايد ‏همچنان ‏از (Robustness) ‏۲- ‏مدل ‏بدست ‏آمده ‏م ‏يبايست ‏مقاوم ‏باشد

‏دقت ‏كافي ‏در ‏پيش ‏بيني ‏رفتار ‏پره ‏برخوردار ‏باشد.

‏بدين ‏منظور ‏در ‏اين ‏مقاله ‏در ‏ابتدا ‏نمونه ‏نتايج ‏چند ‏پره ‏كه ‏به ‏روش ‏متداول ‏تحليل ‏مودال ‏شد ‏هاند، ‏آمده ‏است. ‏سپس ‏يكي

‏از ‏اين ‏پر ‏هها ‏با ‏روش ‏ذكر ‏شده ‏روزآمد ‏شده ‏است ‏و ‏با ‏مقايسه ‏نتايج ‏بدست ‏آمده ‏كارايي ‏اين ‏روش ‏اثبات ‏شده ‏است.

‏۲- ‏نتايج ‏تجربي ‏و ‏تحليل ‏عددي

‏تجربه ‏نشان ‏داده ‏است ‏كه ‏بكارگيري ‏تست ‏مودال ‏و ‏تحليل ‏اجزاء ‏محدود ‏در ‏كنار ‏هم ‏بهترين ‏روش ‏براي ‏تحليل ‏مودال

‏پر ‏ههاي ‏توربين ‏گازي ‏م ‏يباشد [ ‏۶]. ‏با ‏استفاده ‏از ‏تست ‏مودال ‏مي ‏توان ‏اطلاعات ‏ارزشمندي ‏را ‏از ‏رفتار ‏پر ‏ههاي ‏توربين، ‏با ‏دقتي

‏نسبتًا ‏بالا ‏و ‏هزينه ‏اي ‏كم ‏بدست ‏آورد. ‏ولي ‏دقت ‏اين ‏داد ‏هها ‏به ‏شدت ‏تحت ‏تأثير ‏شرايط ‏تكيه ‏گاهي ‏م ‏يباشد، ‏در ‏حالي ‏كه

‏مدلسازي ‏اين ‏شرايط ‏و ‏حتي ‏اندازه ‏گيري ‏ميزان ‏لقي ‏تكي ‏هگاه ‏به ‏سختي ‏امكان ‏پذير ‏م ‏يباشد. ‏لقي ‏تكي ‏هگاه ‏از ‏يك ‏سو ‏باعث

‏م ‏يگردد ‏كه ‏سختي ‏سازه ‏كاهش ‏يابد ‏و ‏فركان ‏سهاي ‏طبيعي ‏انداز ‏هگيري ‏شده ‏كمتر ‏از ‏مقدار ‏واقعي ‏باشند ‏و ‏از ‏سوي ‏ديگر ‏سبب

‏م ‏يگردد ‏رفتار ‏سيستم ‏غير ‏خطي ‏گردد. ‏با ‏روش ‏اجزاء ‏محدود ‏نيز ‏مي ‏توان ‏پره ‏را ‏در ‏شرايط ‏كاري ‏آن ‏مدل ‏كرد ‏و ‏عواملي

‏همچون ‏تأثيرات ‏دما ‏و ‏سخت ‏شدگي ‏حاصل ‏از ‏تنش ‏را ‏در ‏تحليل ‏مودال ‏در ‏نظر ‏گرفت.

‏برای ‏يافتن ‏فرکان ‏سهای ‏طبيعی ‏پره ‏به ‏روش ‏تجربي ‏با ‏چکش ‏ضرب ‏های ‏به ‏پره ‏توربين ‏وارد ‏شده ‏و ‏پاسخ ‏پره ‏توربين ‏به ‏ضربه

‏با ‏استفاده ‏از ‏سنسورهای ‏نصب ‏شده ‏روی ‏آن ‏انداز ‏هگيری ‏م ‏یگردد. ‏سنسورهاي ‏بكار ‏رفته ‏از ‏نوع ‏شتا ‏بسنج ‏پيزوالكتريك

‏م ‏يباشند. ‏همچنين ‏در ‏چكش ‏سنسوري ‏نصب ‏شده ‏است ‏كه ‏مقدار ‏نيرو ‏را ‏اندازه ‏گيري ‏م ‏يكند. ‏براي ‏يافتن ‏فركانس ‏هاي ‏طبيعي

‏و ‏ميرايي ‏زدن ‏يك ‏ضربه ‏گرفتن ‏پاسخ ‏آن ‏كافي ‏است. ‏اما ‏براي ‏تحليلهاي ‏پيشرفته ‏تر ‏و ‏روزآمد ‏كردن ‏مدل ‏تحليلي ‏نياز ‏به ‏شكل

‏مدها ‏م ‏يباشد. ‏براي ‏بدست ‏آوردن ‏شكل ‏مدها ‏م ‏يبايست ‏شتاب ‏سنج ‏در ‏يك ‏نقطه ‏ثابت ‏شده ‏و ‏در ‏نقاط ‏ديگر ‏به ‏پره ‏ضربه ‏زد، ‏و

‏يا ‏در ‏يك ‏نقطه، ‏پره ‏را ‏تحريك ‏كرد ‏و ‏شتا ‏بسنج ‏را ‏در ‏نقاط ‏مختلف ‏قرار ‏داد.

‏آزمايش ‏ها ‏برای ‏شرايط ‏تكي ‏هگاهي ‏گيردار ‏براي ‏سه ‏نمونه ‏پره ‏انجام ‏شده ‏است. ‏دو ‏پره ‏اول ‏به ‏لحاظ ‏شكل ‏كام ‏ً ‏لا ‏مشابه ‏بوده

‏و ‏تنها ‏جنس ‏آنها ‏متفاوت ‏م ‏يباشد. ‏پره ‏اول ‏نمونه ‏اصلي ‏م ‏يباشد ‏و ‏پره ‏دوم ‏از ‏طريق ‏مهندسي ‏معكوس ‏طراحي ‏و ‏ساخته ‏شده

‏ساخته ‏و ‏تحليل ‏شد (‏شكل ‏۱). ‏نتايج ‏تست ‏مودال ‏و ‏تحليل ‏اجزاء Ansys ‏است. ‏همچنين ‏مدل ‏سه ‏بعدي ‏اين ‏پر ‏هها ‏در ‏نر ‏مافزار

‏محدود ‏اين ‏دو ‏پره ‏و ‏ميزان ‏خطاي ‏بين ‏نتايج ‏به ‏ترتيب ‏در ‏جدول ( ‏۱) ‏و ‏جدول ( ‏۲) ‏آمده ‏است

 

 

---

 

تصاویری از چند صفحه نخست فایل :

 

توجه فرمایید بدلیل تهیه ی تصویر با نرم افزار های خارجی متن نمایش داده شده در تصاویر ممکن است دارای اشکالاتی در نمایش برخی حروف باشد که در فایل اصلی بدون مشکل است