توربوماشينها - word (..doc) - عمران -

قسمتی از متن :

1

‏مقدمه

‏براي آن كه امتداد جرياني را منحرف كنيم يا سرعت آن را تغيير دهيم ، بايد نيرويي به آن وارد كنيم . هنگامي كه يك پره متحرك امتداد جرياني را منحرف مي كند و مومنتم آن را تغيير مي دهد ، نيرويي از پره به سيال ـ يا بعكس از سيال به پره ـ وارد مي شود . با حركت پره و جابجا شدن نيرو ، كار انجام مي شود . اساس كار توربوماشين ها بر مبناي همين اصل است . پمپها ، دمنده ها و كمپرسورها بر روي سيال كار انجام مي دهند و بر انرژي آن مي افزايند . توربين هاي آبي ، گازي و بخاري انرژي سيال را مي گيرند و به انرژي مكانيكي روي محور گردنده تبديل مي كنند . كوپلينگ سيالي و مبدل گشتاور ، متشكل از يك پمپ و يك توربين هستند و براي انتقال ملايم قدرت مكانيكي به كار مي روند .

‏تبديل انرژي در توربوماشين ها پيوسته است . درطراحي توربوماشين ها هم از تئوري بهره مي گيرند و هم از آزمايش .

‏با كاربرد تئوري تشابه مي توان از طرح ماشيني كه داراي ابعاد و سرعت دوراني مشخصي است و كارآمد بودن خود را در عمل نشان داده است استفاده كرده ، ماشين هاي مشابه ديگري با ابعاد و سرعت هاي متفاوت طراحي نمود .

‏در اين گزارش ابتدا تشابه هندسي و تشابه كاري توربوماشين ها را تعريف كرده ، روابط تشابه را به دست مي آوريم . سپس تئوري كسكيدها و به دنبال آن تئوري توربوماشين ها را ارائه مي دهيم . آنگاه به ترتيب به بررسي توربين هاي عكس العملي ، پمپها و دمنده ها ، توربين هاي ضربه اي و كمپرسورهاي سانتريفوژ مي پردازيم . در انتها نيز پديده كاويتاسيون را شرح خواهيم داد .

‏ماشينهاي مشابه ، سرعت مخصوص

‏دو توربو ماشين را درنظر بگيريد كه داراي تشابه هندسي باشند يعني با ضرب ابعاد هندسي يكي از آنها در عدد ثابتي ، ابعاد هندسي متناظر ماشين ديگربه دست آيد . اگر اين دو ماشين طوري كار كنند كه خطوط جريان آنها نيز تشابه هندسي داشته باشند ، گوييم دو ماشين تشابه كاري دارند . در اين صورت بين مشخصات كاري دو ماشين نيز تشابه وجود خواهد داشت . براي آنكه بتوانيم در طراحي يك توربوماشين نمونه از اطلاعات مربوط به مدل آن استفاده كنيم ،

‏بايستي مدل و نمونه علاوه بر تشابه هندسي ، تشابه كاري نيز داشته باشند . متأسفانه مجبوريم از اثرات لزجت صرف نظر كنيم ، زيرا عموما نمي توان هم دو شرط فوق الذكر را برقرار كرد و هم اعداد رينولدز مدل و نمونه را برابر نمود .

‏در صورتي كه خطوط جريان در دو ماشين مشابه باشند ، دياگرام سرعت ها در ورود به يا خروج از پروانه هاي دو ماشين مشابه خواهند بود . در شكل(1) دياگرام سرعت ها در خروجي پروانه يك پمپ نشان داده شده است . حال با ‏ نشان مي دهيم .‏ استفاده از اين شكل ، شرط تشابه الگوي جريان را فرمول بندي مي كنيم . زاويه پره را به

‏نشان مي دهيم . سرعت مطلق سيال از جمعِ ‏ u‏ و سرعت محيطي پروانه را به v‏ سرعت سيال نسبت به پره را به

‏ نشان مي دهيم . مولفه سرعت مطلق در امتداد شعاعيV‏ به دست مي آيد . سرعت مطلق سيال را به u‏ و v‏ برداري

‏ نشان مي دهيم .‏ متناسب با دبي است . زاويه سرعت مطلق با سرعت محيطي را به Vr ‏نشان مي دهيم . Vr ‏را به‏

‏ در آنها يكسان باشد و شرط تشابه كاري ايجاب مي كند‏ شرط تشابه هندسي دو ماشين ايجاب مي كند كه زا ويه

‏ در آنها يكسان باشد . ‏ كه زاويه

‏و دبي حجمي ‏ D‏، قطر پروانه N‏ در ماشين هاي مشابه را مي توانيم بر حسب سر عت دوراني ‏ شرط برابري

2

‏بيان كنيم . Q‏ جريان

‏ . Vr‏ متناسب است با u‏ و V‏ متناسب است با Vr ‏ثابت ، ‏ است ، پس به ازاي Vr = Vsin‏ ‏چون

‏ ‏را مي توان به صورت زير بيان كرد :‏ بنابراين شرط برابري

‏ متناسب است با Vr ‏، پس D2 ‏برابر است با دبي تقسيم بر سطح جريان . چون سطح جريان متناسب است با Vr

‏ .ND‏ متناسب است با u‏، پس N‏ متناسب است با ‏ و D‏ متناسب است با r‏ . چون r‏ برابر است با u ‏از طرفي

‏لذا رابطه فوق را مي توان به صورت زير بيان كرد :

‏اين رابطه شرط تشابه كاري ماشين هاي مشابه است .

‏ بيان كنيم . براي اين كار از فرمولA‏ و يك سطح مقطع مثل H‏ دبي ماشين هاي مشابه را مي توانيم بر حسب ارتفاع

‏اريفيس يعني :

Q = CdA

‏ براي ماشين هاي مشابه مي توان نوشت :Cd ‏استفاده مي كنيم . با ثابت فرض كردن

‏ با تغيير عدد رينولدز تغيير كمي مي كند . به همين دليل راندمان ماشين هايCd‏ است . البته D2 ‏ متناسب با A‏ زيرا

‏مشابه با ابعاد مختلف كمي متفاوت است . تغيير راندمان با تغيير عدد رينولدز را اثر مقياس گويند . در ماشين هاي كوچكتر ، شعاع هيدروليكي مجاري كوچكتر است ، لذا عدد رينولدز جريان كمتر است ، از اين رو ضريب اصطكاك بزرگتر است و بنابراين راندمان كمتر مي باشد . اختلاف راندمان مدل و نمونه مي تواند 1تا 4 در صد باشد .

‏در تئوري تشابه از اثر مقياس صرفنظر مي شود و لذا براي تعيين راندمان نمونه از روي راندمان مدل بايد از روابط تجربي استفاده كرد .

‏ از معادلات بالا به دست مي آوريم :Q‏با حذف

‏ذيلا براي روشن تر شدن موضوع ، روابط تشابهي فوق را با استفادعه از آناليز ابعادي به دست مي آوريم .

‏ ‏به دست آوردن روابط تشابه با استفاده از آناليز ابعادي‏

‏متغيرهاي موثر در جريان تراكم ناپذير در يك توربو ماشين عبارتند از : جرم مخصوص و لزجت سيال ، قطر و سرعت دوراني پروانه ، دبي ، ارتفاع و قدرت ماشين . رابطه بين متغيرها به صورت زير قابل بيان است :

f

دانلود,مقاله,توربوماشينها,دانلود

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