دانلود پاورپوینت توربین های گاز

اختصاصی از فی گوو دانلود پاورپوینت توربین های گاز دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فصل 1 :

سیکل پایه توربین گاز

وقتی توربین گاز مطرح می باشد، یعنی موتوری که سیال عامل آن گاز (هوا) است ولی سوخت آن هر چیزی می تواند باشد. توربین گاز یک موتور احتراق داخلی دوار می باشد که بارزترین نمونه آن موتور هواپیمای جت است. اساساً این موتور مخلوط رقیقی از سوخت را با هوای فشرده می سوزاند.

گازهای محترق شده فشرده داغ در بین یک سری چرخ دوار توربین و مجموعه پره ها منبسط شده و نتیجه آن ، تولید قدرت محوری خروجی، نیروی رانش یا ترکیبی از هر دو خواهد بود.

1-2 طبقه بندی توربین های گاز

توربین های گاز به دو دسته عمده صنعتی و هوایی تقسیم بندی می شوند. دسته اول کلیه نیروگاه های گازی را نیز در بر می گیرد. توربین های گاز هوایی از سه نقطه دید اصلی از نوع صنعتی متمایز می گردند.

الف) طول عمر توربین های گاز صنعتی بدون تعمیرات اساسی حدود 120000 ساعت بوده در صورتی که برای نوع هوایی 1200-600 ساعت می باشد.

ب) کمی اندازه و وزن در نوع هوایی در مقایسه با نوع صنعتی از اهمیت ویژه ای برخوردارست.

ج) از انرژی جنبشی گاز خروجی از اگزوز در نوع هوایی استفاده مفید می شود در صورتی که این انرژی در نوع دیگر به هدر رفته و بایستی در حد امکان در حداقل نگهداشته شود.

هر چند تمایزات فوق اثر قابل توجهی در طراحی این دو دسته دارد ولی قوانین اساسی حاکم بر هر دو، یکسان می باشند.

1-3 سیکل ایده آل موتور توربین گاز

موتور توربین گاز ساده به ترتیب شامل کمپرسور، اتاق احتراق و توربین می باشد. هوای ورودی توسط کمپرسور متراکم می شود و زمانی که تحویل محفظه احتراق می گردد اساساً به مقدار زیادی فشار و درجه حرارت آن افزایش یافته است. سپس در محفظه احتراق سوخت می سوزد و درجه حرارت گاز به مقدار خیلی بیشتر افزایش می یابد.

بطوریکه درجه حرارت گاز در ورود به توربین تا حدود 1000c یا 1832F ( در خلال کار ممتد) می باشد.

این گازهای داغ پرفشار پس از عبور از توربین منبسط شده و آن را به دوران در می آورد. توربین، کمپرسور را به حرکت در می آورد و انرژی باقیمانده آن قادر است نیروی محوری، نیروی رانش یا ترکیبی از هر دو را تولید نماید. هر موتور توربین گاز با جزیی تغییرات مانند سیکل مذکور کار می کند.

تعداد مراحل و یا پیکربندی می تواند تغییر کند ولی همواره متراکم شدن، گرم شدن و انبساط یافتن سیال عامل ( در اینجا هوا) یکی پس از دیگری وجود دارد. شکل (1-1) سیکل ساده توربین گاز را نمایش می دهد. در این شکل حداقل عناصر یک سیکل توربین گاز مشخص شده است.

هوا در (1) هوای معمولی در شرایط جوی و در دمای محیط می باشد.

فشار در (2) بستگی به نوع کمپرسور دارد و می تواند بین 4 تا 30 اتمسفر یعنی 4 تا 30 برابر در کمپرسورهای مدرن اضافه گردد. در کمپرسورهای معمولی فشار (2) بین 2 تا 10 می باشد.    Pr = ( pressure ratio)=P2/P1 

پره های توربین همیشه در معرض درجه حرارت بالا می باشند و جنس توربین عامل محدود کننده درجه حرارت خروجی از اتاق احتراق می باشد، یعنی نسبت سوخت به هوا را تعیین می کند.

حال اگر     را به صورت زیر تعریف کنیم:

(1-1)

- چنانچه 1< φ باشد، احتراق غلیظ است.

- چنانچه 1= φ باشد،احتراق با هوای تئوری ( مخلوط استوکیومتری) است.

- چنانچه 1> φ باشد، احتراق رقیق است.

در توربین گاز به علت محدودیتی که جنس پره های توربین ایجاد می کند، احتراق باید خیلی رقیق باشد.

دمای قابل قبول برای توربین ها حدود 1000C می باشد که البته بیشتر یا کمتر بودن این مقدار به جنس توربین بستگی دارد. اگرچه حداکثر درجه حرارت در اتاق احتراق در حدود 1800C می باشد.

سیکل ایده آل توربین گاز ساده یک سیکل باز به نام سیکل برایتون (Bryton Cycle) می باشد. شکل (1-2) نمودارهای T-s ,P-v مربوط به این سیکل را نشان می دهد. همانگونه که از نمودارها پیداست سیکل ایده آل توربین گاز (سیکل برایتون) از دو تحول انتروپی ثابت و دو تحول فشار ثابت تشکیل شده است.

در سیکل برایتون مفروضات زیر به کار رفته است:

فرض 1:

الف) فرآیند تراکم در کمپرسور برگشت پذیر و بی دررو " ایزنتروپیک" می باشد.

ب) فرآیند انبساط در توربین برگشت پذیر و بی دررو " ایزنتروپیک" می باشد 

فرض2:

تحول احتراق در اتاق احتراق " حرارت گیری سیال عامل" در فشار ثابت صورت می گیرد.

فرض 3:

در طول سیکل جرم به دستگاه اضافه نمی گردد. یعنی اتاق احتراق حکم یک مبدل را دارد.

فرض 4:

سیال تا فشار اولیه منبسط می گردد. یعنی P1=P4 که لزوماً این فرض در عمل اتفاق نمی افتد، زیرا فشار سیال باید کمی بیشتر باشد تا از سیستم خارج گردد.

فرض 5:

هوا گاز کامل می باشد و Cp ثابت است.

در یک سیستم تولید قدرت دو عامل اهمیت دارد:

الف) کارایی حرارتی:

(1-2)

ηth  : کارایی حرارتی

Wnet : کار خالص خروجی 

3  Q2  : حرارت داده شده

عموماً کارایی سیکل توربین گاز پایین است و دلیل آن چنین می باشد که مقدار زیادی از کار تولید شده ( حدوداً      ) صرف کمپرسور    می گردد.

لذا روش هایی جهت بهبود آن وجود دارد که در فصل پنجم به شرح آنها خواهیم پرداخت.

ب) قدرت مخصوص یا کار خروجی مخصوص:

(1-3)

1. P : قدرت مخصوص

W : کار خروجی

M : جرما سیال عامل ( جرم هوای موردنیاز)

قدرت مخصوص از لحاظ حجم دستگاه اهمیت دارد و دستگاه خوب آن است که قدرت مخصوص آن زیاد باشد.

معکوس قدرت مخصوص را شدت هوای مصرفی سیکل می نامند. هر چه شدت هوای مصرفی کمتر (یا قدرت مخصوص بیشتر) باشد، مولد قدرت کوچکتر خواهد بود.

1-4 قوانین کلی حاکم بر سیستم های مورد بررسی

در این جا منظور قوانین عام مکانیک و ترمودینامیک می باشد که بر سیستم های ماکروسکوپیک حاکمند. این قوانین عبارتند از:

قانون بقای جرم

قانون بقای انرژی

قانون بقای اندازه حرکت خطی

قانون بقای اندازه حرکت زاویه ای

اصل افزایش انتروپی و قانون دوم ترمودینامیک

شامل 79 اسلاید powerpoint