سلام، مهمان
07-31-2017، 12:32 AM
چکیده:
با توجه به تحقیقات به عمل آمده، تا کنون در دانشگاه های داخل کشور طرح تحقیقاتی کمی در زمینه ساخت موتورهای آزمایشگاهی توربین گاز و توربوجت صورت پذیرفته ، البته ساخت این گونه موتورها در گرو داشتن دانش، تکنولوژی و امکانات و آزمایشگاه های پیشرفته ای است که تنها در اختیار تعداد بسیار محدودی از کشورها می باشد. استفاده از توربوشارژرها یکی از مؤثرترین راه های راه اندازی توربین های گازی آزمایشگاهی می باشد . از آنجا که طراحی پره های توربین و کمپرسور و نحوه ساخت آنها فرایندی بسیار پیچیده و پرهزینه است ، لذا تعداد بسیار محدودی از کشورهای صنعتی دنیا قادر به ساخت آنها می باشند . به همین خاطر مناسب ترین گزینه ای که بتوان آنرا جایگزین کمپرسور و توربین در موتورهای توربین گازی نمود، توربوشارژرها می باشند . توربین گاز ساخته شده با توربوشارژر، همه مشخصه های معمولی توربین گاز را نشان می دهد و بستر مناسبی جهت انجام آزمایش و کسب تجربه در عملکرد موتورهای توربین گاز و توربوجت میباشد . توربین گازهای اولیه که با استفاده از توربوشارژر ساخته شدند ، عملکرد مناسبی نداشتند ولی امروزه با بهبود روند طراحی قسمت های مختلف سیکل کاری آنها ، عملکردی قابل قبول و مشابه توربین گازهای معمولی دارند .
مقدمه:
توربین گاز موتوری است که از نظر مراحل و فازهای کاری مشابه موتورهای توربوجت معمولی می باشد اما به جهت صرفه جویی اقتصادی و کاهش بار طراحی و محدودیت های تکنیکی تولید پره توربین و کمپرسور از یک توربوشارژر تجاری مختص خودرو استفاده می شود . می توانیم با تغییر در ساختار یک موتور توربو شارژر و همچنین افزودن محفظه احتراق ؛ نوع سوخت رسانی ، نحوه هدایت و سرعت بخشیدن به کارکرد این نوع موتور، نیروی جلوبرندگی با فشار بالایی ایجاد کنیم.
در طراحی و ساخت موتور توربو شارژر جت، از قطعاتی نظیر محفظه احتراق، توربو شارژر، استارت و برق رسانی، شمع، سیستم سوخت رسانی، استفاده شده است. در این طرح از فن هوای توربوشارژر به عنوان کمپرسور و از پره دود به عنوان توربین موتور توربوجت استفاده می شود . با طراحی و ساخت محفظه احتراق مناسب و سیستم سوخت رسانی ، روغنکاری و خنک کاری لازم ، می توان این نمونه آزمایشی را در آزمایشگاه ترمودینامیک و انتقال حرارت و با توجه به پذیرش دانشجو در گرایشهای مختلف رشته هوافضا، در آزمایشگاه پیشرانش و احتراق مورد استفاده قرار داد . در صورتی که این طرح پارامترهای مورد نظر را برآورده کند ، می توان آنرا با بهینه سازی و انجام آزمایشات و بدست آوردن کارایی مناسب ، به عنوان موتور پیشران در هواپیماهای RPV و در کاربردهای مهندسی که در آنها در فضای کم به کار شفت نیاز است.
موتور جت نوعی موتور است که از شتاب دادن و تخلیه شاره برای ایجاد پیشرانش برپایه قانون سوم نیوتن استفاده می‌کند. با این تعریف گسترده موتورهائی مانند توربوجت و توربوفن و رام‌جت و موتور موشک ، گونه‌ای موتور جت به‌شمار می‌روند . ولی معمولاً منظور از موتور جت توربینی است که با بیرون‌دادن گاز داغ برای پیشرانش به‌کار می‌رود.
اصول پایه کارکرد این نوع موتورها تقریبا ساده است، هوا از طریق یک مجرای ورودی به بخش کمپرسور وارد شده و متراکم می‌شود، سپس هوای متراکم وارد محفظه احتراق شده و با اضافه شدن سوخت مشتعل می‌شود . گرمای ناشی از احتراق مخلوط هوا و سوخت باعث منبسط شدن و جریان یافتن آن به سمت انتهای موتور می‌گردد، این جریان منبسط شونده از میان یک سری پره‌های توربین عبور می‌کند که از طریق یک شفت به کمپرسور متصل شده‌اند . هوای منبسط شده ، توربین را به گردش در می‌آورد که در نتیجه باعث به حرکت در آمدن کمپرسور نیز می‌شود.
زمانی که هوای منبسط شونده بخش توربین را نیز پشت سر گذاشت با سرعتی بسیار بیشتر از زمانی که وارد موتور شده از آن خارج می‌شود که این تفاوت سرعت بین هوای ورودی و خروجی ، رانش مورد نیاز را ایجاد می‌کند . در واقع موتورهای توربو جت شتاب بسیار زیادی به حجم کمی از هوا می‌دهند. موتور جت یک موتور واکنشی است که سیال را بر اساس قانون سوم نیوتن با سرعت بالا به حرکت در می آورد.
به طور عمومی بیشتر موتورهای جت از نوع موتورهای احتراق درونی (internal combustion) هستند ولی انواع غیر درونی وجود دارد . در استفاده های عمومی لفظ “موتور جت” به یک توربین گازی که از داخل احتراق پیدا می کند اتلاق می شود ، موتوری که با یک متراکم کننده گردشی که از یک توربین نیرو می گیرد کار می کند . این موتورها اولین ساختاری بودند که در موتورهای جت به کار رفتند.
موتورهای جت بر عکس موتورهای پیستونی که در آنها نیروی محرکه از طریق یک پیستون که در یک سیلندر بالا و پایین می شود تأمین می شود ، با چرخش مداوم یک توربین و کمپرسور نیروی محرکه را تأمین می کنند . در نتیجه بازده بالاتر و صدای کمتری نسبت به موتورهای پیستونی تولید می کنند . موتورهای جت از سه قسمت اصلی تشکیل شده اند که عبارتند از کمپرسور، محفظه ی احتراق و توربین.
توربین در قسمت انتهایی موتور قرار دارد که نیروی محرکه کمپرسور را از طریق یک یا چند میله(Shaft) به کمپرسور منتقل می کند.
کاربر مهمان نمی‌تواند مطالب قیمت‌گذاری شده را خریداری کند. برای خرید مطالب قیمت‌گذاری شده، وارد شوید یا ثبت نام کنید .
با توجه به تحقیقات به عمل آمده، تا کنون در دانشگاه های داخل کشور طرح تحقیقاتی کمی در زمینه ساخت موتورهای آزمایشگاهی توربین گاز و توربوجت صورت پذیرفته ، البته ساخت این گونه موتورها در گرو داشتن دانش، تکنولوژی و امکانات و آزمایشگاه های پیشرفته ای است که تنها در اختیار تعداد بسیار محدودی از کشورها می باشد. استفاده از توربوشارژرها یکی از مؤثرترین راه های راه اندازی توربین های گازی آزمایشگاهی می باشد . از آنجا که طراحی پره های توربین و کمپرسور و نحوه ساخت آنها فرایندی بسیار پیچیده و پرهزینه است ، لذا تعداد بسیار محدودی از کشورهای صنعتی دنیا قادر به ساخت آنها می باشند . به همین خاطر مناسب ترین گزینه ای که بتوان آنرا جایگزین کمپرسور و توربین در موتورهای توربین گازی نمود، توربوشارژرها می باشند . توربین گاز ساخته شده با توربوشارژر، همه مشخصه های معمولی توربین گاز را نشان می دهد و بستر مناسبی جهت انجام آزمایش و کسب تجربه در عملکرد موتورهای توربین گاز و توربوجت میباشد . توربین گازهای اولیه که با استفاده از توربوشارژر ساخته شدند ، عملکرد مناسبی نداشتند ولی امروزه با بهبود روند طراحی قسمت های مختلف سیکل کاری آنها ، عملکردی قابل قبول و مشابه توربین گازهای معمولی دارند .
مقدمه:
توربین گاز موتوری است که از نظر مراحل و فازهای کاری مشابه موتورهای توربوجت معمولی می باشد اما به جهت صرفه جویی اقتصادی و کاهش بار طراحی و محدودیت های تکنیکی تولید پره توربین و کمپرسور از یک توربوشارژر تجاری مختص خودرو استفاده می شود . می توانیم با تغییر در ساختار یک موتور توربو شارژر و همچنین افزودن محفظه احتراق ؛ نوع سوخت رسانی ، نحوه هدایت و سرعت بخشیدن به کارکرد این نوع موتور، نیروی جلوبرندگی با فشار بالایی ایجاد کنیم.
در طراحی و ساخت موتور توربو شارژر جت، از قطعاتی نظیر محفظه احتراق، توربو شارژر، استارت و برق رسانی، شمع، سیستم سوخت رسانی، استفاده شده است. در این طرح از فن هوای توربوشارژر به عنوان کمپرسور و از پره دود به عنوان توربین موتور توربوجت استفاده می شود . با طراحی و ساخت محفظه احتراق مناسب و سیستم سوخت رسانی ، روغنکاری و خنک کاری لازم ، می توان این نمونه آزمایشی را در آزمایشگاه ترمودینامیک و انتقال حرارت و با توجه به پذیرش دانشجو در گرایشهای مختلف رشته هوافضا، در آزمایشگاه پیشرانش و احتراق مورد استفاده قرار داد . در صورتی که این طرح پارامترهای مورد نظر را برآورده کند ، می توان آنرا با بهینه سازی و انجام آزمایشات و بدست آوردن کارایی مناسب ، به عنوان موتور پیشران در هواپیماهای RPV و در کاربردهای مهندسی که در آنها در فضای کم به کار شفت نیاز است.
موتور جت نوعی موتور است که از شتاب دادن و تخلیه شاره برای ایجاد پیشرانش برپایه قانون سوم نیوتن استفاده می‌کند. با این تعریف گسترده موتورهائی مانند توربوجت و توربوفن و رام‌جت و موتور موشک ، گونه‌ای موتور جت به‌شمار می‌روند . ولی معمولاً منظور از موتور جت توربینی است که با بیرون‌دادن گاز داغ برای پیشرانش به‌کار می‌رود.
اصول پایه کارکرد این نوع موتورها تقریبا ساده است، هوا از طریق یک مجرای ورودی به بخش کمپرسور وارد شده و متراکم می‌شود، سپس هوای متراکم وارد محفظه احتراق شده و با اضافه شدن سوخت مشتعل می‌شود . گرمای ناشی از احتراق مخلوط هوا و سوخت باعث منبسط شدن و جریان یافتن آن به سمت انتهای موتور می‌گردد، این جریان منبسط شونده از میان یک سری پره‌های توربین عبور می‌کند که از طریق یک شفت به کمپرسور متصل شده‌اند . هوای منبسط شده ، توربین را به گردش در می‌آورد که در نتیجه باعث به حرکت در آمدن کمپرسور نیز می‌شود.
زمانی که هوای منبسط شونده بخش توربین را نیز پشت سر گذاشت با سرعتی بسیار بیشتر از زمانی که وارد موتور شده از آن خارج می‌شود که این تفاوت سرعت بین هوای ورودی و خروجی ، رانش مورد نیاز را ایجاد می‌کند . در واقع موتورهای توربو جت شتاب بسیار زیادی به حجم کمی از هوا می‌دهند. موتور جت یک موتور واکنشی است که سیال را بر اساس قانون سوم نیوتن با سرعت بالا به حرکت در می آورد.
به طور عمومی بیشتر موتورهای جت از نوع موتورهای احتراق درونی (internal combustion) هستند ولی انواع غیر درونی وجود دارد . در استفاده های عمومی لفظ “موتور جت” به یک توربین گازی که از داخل احتراق پیدا می کند اتلاق می شود ، موتوری که با یک متراکم کننده گردشی که از یک توربین نیرو می گیرد کار می کند . این موتورها اولین ساختاری بودند که در موتورهای جت به کار رفتند.
موتورهای جت بر عکس موتورهای پیستونی که در آنها نیروی محرکه از طریق یک پیستون که در یک سیلندر بالا و پایین می شود تأمین می شود ، با چرخش مداوم یک توربین و کمپرسور نیروی محرکه را تأمین می کنند . در نتیجه بازده بالاتر و صدای کمتری نسبت به موتورهای پیستونی تولید می کنند . موتورهای جت از سه قسمت اصلی تشکیل شده اند که عبارتند از کمپرسور، محفظه ی احتراق و توربین.
توربین در قسمت انتهایی موتور قرار دارد که نیروی محرکه کمپرسور را از طریق یک یا چند میله(Shaft) به کمپرسور منتقل می کند.
