Etidye sou mekanis enfliyans nan kouch tèmik baryè sou efè a refwadisman nan lam turbine nan yon sèten kalite turbine gaz
Yo nan lòd yo jwenn efè a izolasyon tèmik ak lwa distribisyon tanperati nan kouch tèmik baryè sou lam turbine, yo te yon sèten kalite turbine gaz turbine-wo presyon lam k ap deplase ak estrikti refwadisman entèn itilize kòm modèl la de baz yo. Efè refwadisman nan gwo presyon turbine k ap deplase lam avèk oswa san pwoteksyon tèmik baryè kouch te nimerik kalkile pa gaz-chalè metòd kouti, ak enfliyans nan kouch tèmik baryè sou transfè chalè lam te etidye pa chanje epesè nan kouch tèmik baryè. Etid la te jwenn ke apre kouch ak kouch baryè tèmik, tanperati a nan lam la tonbe siyifikativman, pi pre a nan kwen an ki mennen, pi gwo a gout nan tanperati a, ak gout nan tanperati sou bò presyon te pi gran pase sa ki sou bò aspirasyon an; Kouch baryè tèmik la ak yon epesè nan 0. Kòm epesè nan kouch ogmante, distribisyon an tanperati andedan metal la lam yo ap vin pi inifòm.
Nan devlopman turbine gaz, yo nan lòd yo amelyore pouvwa a ak efikasite tèmik nan motè a, tanperati a Inlet turbine ap ogmante tou. Lam yo turbine yo sibi enpak la nan segondè-tanperati gaz. Lè tanperati a Inlet turbine kontinye ap ogmante, lè refwadisman pou kont li pa kapab satisfè kondisyon yo. Penti baryè tèmik, kòm yon mwayen efikas pou amelyore rezistans tanperati ki wo ak rezistans korozyon nan materyèl, yo te de pli zan pli itilize.
Penti baryè tèmik yo jeneralman respekte sifas lam la pa flanm dife flanm dife oswa depozisyon gwo bout bwa elèktron. Yo gen karakteristik sa yo nan pwen segondè k ap fonn ak rezistans nan chòk tèmik, ki ka amelyore kapasite nan lam turbine reziste oksidasyon ak korozyon tèmik, diminye tanperati lam, ak pwolonje lavi sa a ki sèvis nan lam. Alizadeh et al. etidye efè izolasyon tèmik {{0}}. Rezilta yo te montre ke tanperati maksimòm lam la te redwi pa 19 K ak tanperati an mwayèn te redwi pa 34 K. Prapamontthon et al. etidye efè a nan entansite ajitasyon sou efikasite nan refwadisman nan lam kouch tèmik baryè. Rezilta yo te montre ke penti baryè tèmik ka ogmante efikasite nan refwadisman konplè nan sifas la lam pa 16% a 20% ak 8% nan kwen an fin nan lam la. Zhu Jian et al. Etabli yon modèl eta yon sèl dimansyon pou lam kouvwi soti nan yon pèspektiv tèmodinamik, ak teyorikman analize ak kalkile efè a izolasyon tèmik nan penti baryè tèmik. Shi Li et al. fè yon etid nimerik sou C3x ak penti baryè tèmik. Yon kouch seramik 0.3 mm ka diminye tanperati a sifas lam pa 72.6 K epi ogmante efikasite nan refwadisman konplè pa 6.5%. Kouch nan baryè tèmik pa gen okenn efè sou distribisyon an nan efikasite nan refwadisman nan sifas la lam. Zhou Hongru et al. fè yon etid nimerik sou kwen ki mennen nan lam turbine ak penti baryè tèmik. Rezilta yo te montre ke penti baryè tèmik pa ka sèlman diminye tanperati a opere nan lam metal ak gradyan nan tanperati ki nan lam yo, men tou, reziste chòk la tèmik nan tach Inlet cho nan yon sèten limit. Yang Xiaoguang et al. Kalkile distribisyon an ki gen de dimansyon jaden ak estrès nan gid gid ak penti baryè tèmik pa bay koefisyan yo transfè chalè nan sifas yo enteryè ak ekstèn nan lam yo. Wang Liping et al. fèt yon twa dimansyon gaz-tèmik analiz kouti sou turbine gid pal ak konpoze estrikti refwadisman ak etidye efè yo nan epesè kouch ak radyasyon gaz sou jaden an tanperati kouch. Liu Jianhua et al. Analize efè izolasyon tèmik nan penti baryè tèmik pou Mak II refwadisman lam ak milti-kouch penti tèmik baryè pa intern mete koyefisyan an transfè chalè ak ekstèn gaz-tèmik kouti.
Metòd kalkil
Modèl enfòmatik
Se kouch nan baryè tèmik ki sitiye ant gaz la segondè-tanperati ak sifas la nan substrate a alyaj lam, epi li se ki konpoze de yon kouch lyezon metal ak yon tèmik izolasyon kouch seramik. Se estrikti debaz li yo montre nan Figi 1. Lè konstwi modèl la kalkil, kouch nan lyezon ak pi wo konduktiviti tèmik nan estrikti nan kouch tèmik baryè se inyore, epi se sèlman tèmik izolasyon kouch seramik la ak pi ba konduktiviti tèmik kenbe.
Figi 2 montre modèl la lam apre yo te kouvwi ak kouch baryè tèmik. Lam la gen yon milti-chanèl estrikti refwadisman Rotary, ak de tiyo echapman fim refwadisman sou kwen an dirijan, yon estrikti nan mitan déchirure sou kwen an fin, ak yon estrikti H-ki gen fòm Groove sou tèt la lam. Se kouch nan baryè tèmik sèlman flite sou kò a lam ak sifas la plak kwen pi ba yo. Depi tanperati ki anba a rasin lan lam ki ba epi li se pa konsantre nan nan rechèch, yo nan lòd yo diminye kantite kadriyaj enfòmatik, se pati ki anba a rasin lan inyore lè mete modèl la enfòmatik, ak modèl la domèn enfòmatik yo montre nan Figi 3 konstwi.
Metòd kalkil nimerik
Jeyometri entèn nan lam la refwadisman turbine se relativman konplèks, epi li se difisil yo sèvi ak kadriyaj estriktire. Itilize kadriyaj ki pa estriktire yo ogmante anpil kantite kalkil. Nan sans sa a, papye sa a sèvi ak yon dèlko kadriyaj poliedral nan may domèn nan lam ak gaz. Divizyon may, yo montre modèl may nan Figi 4.
Nan modèl la kalkil, epesè nan kouch nan baryè tèmik se piti anpil, mwens pase 1/10 nan epesè nan miray la lam. Pou rezon sa a, papye sa a sèvi ak yon dèlko may mens divize kouch nan baryè tèmik nan twa kouch nan poligon prismatik may. Nimewo a nan kouch may mens te verifye yo dwe endepandan, ak nimewo a nan kouch may mens gen prèske pa gen okenn efè sou jaden an tanperati lam.
Domèn nan likid adopte modèl la realizabl K-Epsilon de-kouch nan Reynoldsaveraged Navier-Stokes Ekwasyon (RANs) modèl la ajitasyon. Modèl sa a bay pi gwo fleksibilite pou pwosesis la may nan tout Y+ miray la. Li pa ka sèlman okipe may amann (sètadi, ki ba Reynolds nimewo kalite oswa ki ba Y+ may) byen, men tou, okipe may entèmedyè (sètadi, 1 ＜ y+ ＜ 30) nan fason ki pi egzat, ki ka efektivman balans estabilite, pri enfòmatik ak presizyon.
Kondisyon fwontyè
Se Inlet nan gaz mete kòm yon Inlet presyon total stagnation, Inlet la lè refwadisman se yon Inlet koule mas, epi li se priz la mete kòm yon priz presyon estatik. Se sifas la kouch nan kanal la gaz mete kòm yon sifas likid-solid kouti, kouch a ak sifas la metal lam yo mete kòm yon koòdone solid, ak de bò yo nan kanal la yo mete kòm yon peryòd wotasyon. Tou de gaz la frèt ak gaz la se gaz ideyal, ak kapasite nan chalè gaz ak konduktiviti tèmik yo mete lè l sèvi avèk fòmil la Sutherland. Kondisyon limit kalkil ki koresponn lan se: presyon total de inlet prensipal la nan kanal la gaz se 2.5 MPa, distribisyon an tanperati Inlet ak gradyan tanperati radyal yo montre nan Figi 5, pousantaj la koule Inlet frèt nan kanal la frèt nan lam la se 45 g/s, tanperati a total se 54 {{6} degre, ak presyon an outlet se 0.9 M. Materyèl la lam se yon nikèl ki baze sou yon sèl kristal alyaj-wo tanperati, ak konduktiviti nan tèmik nan chanjman sa yo materyèl ak tanperati a. Osi lwen ke materyèl ki egziste deja yo konsène, tèmik baryè penti jeneralman sèvi ak ki estab yttria zirkonyòm oksid (YSZ) materyèl oswa oksid zirkonyòm (ZRO2), ki gen tèmik konduktivite chanje ti kras ak tanperati a, se konsa konduktiviti tèmik la mete nan 1.03 W/(M · K) nan kalkil la.
2 analiz rezilta kalkil yo
2.1 tanperati sifas lam
Figi 6 ak 7 montre distribisyon an tanperati sifas nan lam la kouche ak distribisyon an tanperati metal tanperati nan lam la nan epesè kouch diferan, respektivman. Li ka wè ke kòm epesè nan kouch kontinye ap ogmante, tanperati a sifas metal nan lam la piti piti diminye, ak lwa a distribisyon tanperati nan sifas la metal nan lam la nan epesè diferan se fondamantalman menm bagay la tou, tanperati a nan mitan an nan sifas la presyon se pi ba, ak tanperati a nan pwent an lam se pi wo. Pwent lam la se nòmalman pati ki pi difisil nan lam la tout antye yo refwadi, ak zo kòt yo Groove nan pwent an lam yo difisil yo dwe dirèkteman refwadi pa lè frèt. Nan modèl la kalkil, kouch a sèlman kouvri sifas la nan kò a lam, ak pwent an lam pa kouvri ak kouch. Pa gen okenn efè baryè sou chalè a soti nan bò gaz la nan pwent an lam, se konsa zòn nan tanperati ki wo nan pwent an lam toujou egziste.
Figi 8 montre koub la nan tanperati an mwayèn nan sifas la metal lam chanje ak epesè. Li ka wè ke tanperati an mwayèn nan sifas la metal lam diminye ak ogmantasyon nan epesè kouch. Sa a se paske konduktiviti tèmik nan kouch nan baryè tèmik ki ba, ki ogmante rezistans a tèmik ant gaz la segondè-tanperati ak lam la metal, efektivman diminye tanperati a nan sifas la metal lam. Lè epesè kouch la se 0. Lè epesè nan kouch se 0.20 mm, tanperati an mwayèn nan kò a lam diminye pa 49 degre. Sa a se fondamantalman ki konsistan avèk efè a izolasyon tèmik mezire pa Zhang Zhiqiang et al. Atravè tès la efè frèt.
Figi 9 se yon koub ki montre chanjman nan tanperati a sifas nan seksyon an lam ansanm longè a kòd aksyal. Kòm ou ka wè nan Figi 9, anba diferan epesè nan penti baryè tèmik, tandans nan chanjman tanperati ansanm longè a kòd aksyal se fondamantalman menm bagay la tou, ak tanperati a nan sifas la aspirasyon se siyifikativman pi wo pase tanperati a nan sifas la presyon. Nan yon direksyon ki nan longè a kòd aksyal, tanperati a nan sifas la presyon ak sifas la aspirasyon premye diminye ak Lè sa a, ogmante, epi gen yon fluctuation sèten nan zòn nan kwen fin, ki se ki te koze pa fòm nan estriktirèl nan fann-déchirure espre refwadisman nan mitan an nan kwen an fin. An menm tan an, tanperati a nan lam la kouvwi ak kouch nan baryè tèmik gout siyifikativman, ak gout nan tanperati sou sifas la aspirasyon se siyifikativman pi gran pase sa ki sou sifas la presyon. Gout nan tanperati a piti piti diminye soti nan kwen an ki mennen nan kwen an fin, ak pi pre a nan kwen an ki mennen nan lam la, pi gwo a gout nan tanperati a.
Inifòmite tanperati metal lam la afekte nivo estrès tèmik lam la, kidonk papye sa a itilize endèks inifòmite tanperati a pou mezire inifòmite tanperati lam solid la. Tanperati Inifòmite Index:
Ki kote: C se volim nan chak inite, t- se mwayèn nan volim nan tanperati t, TC se valè tanperati a nan inite a kadriyaj, ak VC se volim nan inite a kadriyaj. Si se jaden an tanperati volim egzakteman menm jan distribye, endèks la inifòmite volim se 1. jan yo ka wè nan Figi 1 0, apre yo fin flite kouch nan baryè tèmik, inifòmite tanperati a nan lam la se siyifikativman amelyore. Lè epesè kouch la se 0. 2 mm, endèks inifòmite tanperati lam la ogmante pa 0.4%.
2.2 Tanperati sifas kouch
Chanjman nan tanperati a nan sifas la kouch yo montre nan Figi 11. Kòm ka wè nan Figi 11, kòm epesè a kouch ogmante, tanperati a sifas nan kouch nan baryè tèmik kontinye ap ogmante, ki se egzakteman opoze a nan tandans nan chanjman tanperati mwayèn nan sifas la lam. Kòm rezistans tèmik la ogmante nan direksyon an epesè kouch, diferans lan tanperati ki genyen ant sifas la kouch ak sifas la lam piti piti ogmante, ak chalè a akimile sou sifas la se pi difisil difize nan lam la metal. Lè epesè kouch la se 0.
2.3 Tanperati kwa-seksyon kwa
Figi 12 montre distribisyon tanperati a nan bor yo ki mennen ak fin nan lam avèk ak san penti baryè tèmik. Apre yo fin sifas la kouvwi ak penti baryè tèmik, se tanperati a kwa-rejyonal nan lam la siyifikativman redwi, ak gradyan nan tanperati a se soulaje. Sa a se paske apre kouch nan baryè tèmik se aplike, se dansite nan flux chalè nan kouch a redwi. An menm tan an, depi materyèl la kouch tèmik baryè gen yon konduktiviti ki ba tèmik, tanperati a chanje andedan baryè a tèmik solid kouch yo trè radikal.
Kontakte nou
Mèsi pou enterè ou nan konpayi nou an! Kòm yon konpayi fabrikasyon pati turbine pwofesyonèl, nou pral kontinye pran angajman nan inovasyon teknolojik ak amelyorasyon sèvis, bay plis solisyon-wo kalite pou kliyan atravè mond lan.Si ou gen nenpòt kesyon, sijesyon oswa entansyon koperasyon, nou gen plis pase kontan ede ou. Tanpri kontakte nou nan fason sa yo:
WhatsApp: +86 135 4409 5201
E-mail:peter@turbineblade.net
