نگرش كلی بر توربین‌های گاز

دنیای توربین گاز اگر چه دنیای جوانی است لیكن با وسعت كاربردی كه از خود نشان داده، خود را در عرصه‌ی تكنیك مطرح كرده است زمینه‌های كاربرد توربین‌های گاز در نیروگاه‌ها و به‌خصوص در مواردی كه فوریت در نصب و بارگیری مدنظر است می‌باشد

نگرش كلی بر توربین‌های گاز 

دنیای توربین گاز اگر چه دنیای جوانی است لیكن با وسعت كاربردی كه از خود نشان داده، خود را در عرصه‌ی تكنیك مطرح كرده است . زمینه‌های كاربرد توربین‌های گاز در نیروگاه‌ها و به‌خصوص در مواردی كه فوریت در نصب و بارگیری مدنظر است می‌باشد. همچنین‌ به عنوان پشتیبان واحد بخار و نیز مواقعی كه شبكه سراسری برق از دست می‌رود یعنی در خاموشی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مضافاً این‌كه توربوكمپرسورها كه از انرژی حاصله روی محور توربین برای تراكم و بالا بردن فشار گاز استفاده می‌شود، در سكوهای دریایی ، هواپیماها و ترن‌ها استفاده می‌شود .

مختصری از سرگذشت توربین‌های گاز از سال 1791 میلادی تا به امروز به‌شرح زیر می‌باشد .

اولین نمونه توربین گاز در سال 1791 توسط Jonh  Barber ساخته شد . نمونه بعدی در سال 1872 توسط Stolze ساخته شد كه شامل یك كمپرسور جریان محوری چند مرحله‌ای به هم‌راه یك توربین عكس‌العملی چند مرحله‌ای بود كه یك اتاق احتراق نیز در آن قرار داشت . اولین نمونه آمریكایی آن در 24 ژوئن 1895 توسط Charles  G.Guritis  ساخته شد. اما اولین بهره‌برداری و تست واقعی از توربین گاز در سال 1900 م بوسیله Stolz صورت گرفت كه راندمان آن بسیار پایین بود . در همین سال ها در پاریس یك توربین گاز بوسیله برادرانArmangand ساخته شد كه دارای نسبت فشار تقریبی 4 و چرخ كوریتس به ابعاد 5/93 سانتی‌متر قطر با سرعت rpm 4250 بود كه دمای ورودی به توربین حدود  560اندازه‌گیری شد و راندمان آن در حدود 3% بود. H.Holzwarth  اولین توربین گاز با بهره اقتصادی بالا را طراحی كرد، كه در آن از سیكل احتراق بدون پیش‌تراكم استفاده می‌‌شد و قسمت اصلی یك ماشین دوار با تراكم متناوب بود.

هم‌چنین Stanford  سال 1919 یك توربین گاز كه دارای سوپر شارژر بود، ساخت كه در هواپیما نیز از آن استفاده شد. اولین توربین گازی كه برای تولید قدرت مورد استفاده قرار گرفت به‌وسیله Brown Boveri  ساخته شد. وی از یك توربین گاز برای راندن هواپیما استفاده كرد. هم‌چنین در سال 1939 م، وی یك توربین گاز با خروجی MW 4 ساخت كه بر اساس سیكل ساده طراحی شده بود و كاركرد پایینی داشت. این توربین تنها به مدت 1200 ساعت مورد بهره‌برداری قرارگرفت و عیوب مكانیكی فراوان داشت . از جمله اصلاحات وی برروی توربین ، بالا بردن راندمان آن به میزان 18% بود.

در انگلستان گروهی به سرپرستی Whittle در سال‌‌ 1936 ‌م یك كمپرسور سانتریفوژ‌تك مرحله‌ای با ورودی دوطرفه و یك توربین تك‌ مرحله‌ای كوپل شده به ‌آن را به هم‌‌راه یك اتاق طراحی كردند. اما با تست این موتور نتایج چندان راضی‌كننده‌ای به‌دست نیامد. در سال 1935‌م در آلمان شخصی به‌نام Hans  Von یك توربوجت با كمپرسور سانتریفوژ ساخت كه از مزایای خوبی نسبت به نمونه‌های قبلی برخوردار بود. در آمریكا كمپانیAlis Chalmers اصلاحات فراوانی برروی راندمان توربین‌های گاز و كمپرسورها انجام داد و راندمان كمپرسور را به 70% - 65% و راندمان توربین را به 65% -60% رسانید.

در سال 1941‌م كمپانی  British  Wellond یك توربوجت ساخت كه در هواپیما مورد استفاده قرار گرفت . این توربوجت با آب خنك‌كاری می‌شد. در سال 1942‌م كمپانی German Jumo یك توربوجت ساخت كه در جنگ جهانی دوم نیز از آن استفاده شد. در این سال‌ها استفاده از موتور توربوجت برای هواپیماها رشد فزاینده‌ای به خود گرفت و هواپیماهای جنگی بسیاری در آمریكا، آلمان و انگلیس ساخته شد. در سال 1941‌م در سوئیس از یك توربین گاز برای راه‌اندازی لوكوموتیو استفاده شد كه دارای قدرت 1700 اسب بخار و راندمان 4/18% به هم‌راه بازیاب حرارتی بود. 

1-2- مقایسه نیروگاه گازی با نیروگاه‌های دیگر

شكل (1-2) مقایسه میزان حرارت در چهار نمونه سیكل داده شده را نشان می‌دهد.

باتوجه به شكل (1-2) بدیهی است كه هرچه درجه حرارت توربین افزایش می‌یابد میزان حرارت بیش‌تر جلب توجه می‌كند.

بعضی از عوامل قابل ملاحظه در تصمیم‌گیری برای انتخاب نوع نیروگاه كه متناسب با نیازهای موجود باشند، عبارتند از:

1-هزینه سرمایه‌گذاری

2-زمان لازم از برنامه‌ریزی و طراحل تا اتمام كار هزینه‌های تعمیراتی و هزینه‌های سوخت. 

توربین گاز كم‌ترین هزینه تعمیراتی و سرمایه‌گذاری را دارد. هم‌چنین سریع‌تر از هر نوع نیروگاه دیگری اتمام می‌یابد و به مرحله بهره‌برداری می‌رسد. 

از معایب آن می‌توان به اتلاف حرارتی زیاد اشاره كرد

1-3 – فرآیند توربین‌های گاز 

توربین گاز قدرت را از طریق به‌كار بردن انرژی گازهای سوخته و هوا كه دما و فشار زیادی دارند، با منبسط‌كردن آن در چندین طبقه از پره‌های ثابت و متحرك، تولید می‌كند. برای تولید فشار زیاد ( از 4 تا 13 اتمسفر) در سیال عامل كار، كه برای تراكم لازم می‌باشد، از كمپرسور استفاده می‌شود. برای تولید قدرت زیاد، به‌جریان زیادی از سیال و سرعت زیاد آن نیاز می‌شود كه برای این كار از كمپرسور گریز از مركز یا كمپرسور جریان محوری استفاده می‌شود. كمپرسور توسط توربین به حركت در می‌آید و روی همین اصل محور آن‌ها به‌هم متصل می‌گردد. اگر پس از عمل تراكم روی سیال عامل كار، سیال فوق در توربین منبسط گردد، با فرض نبودن تلفات در كمپرسور و توربین همان مقدار كار كه صرف تراكم شده است، توسط توربین به‌دست می‌آید و در نتیجه كار خالص صفر خواهد بود. ولی كار تولیدی توربین را می‌توان با اضافه‌كردن حجم سیال عامل كار در فشار ثابت، یا افزایش فشار آن در حجم ثابت، افزایش داد.

هر یك از از دو روش فوق را می‌توان با بالا بردن دمای سیال عامل كار، پس از متراكم ساختن آن به‌كار برد. برای بالا بردن دمای سیال عامل كار، یك اتاق احتراق لازم است كه در آن هوا و سوخت محترق گردند تا موجب افزایش دمای سیال عمل كار بشود. 

به این‌ترتیب، یك سیكل ساده توربین گاز شامل كمپرسور، اتاق احتراق و توربین می‌باشد. نظر به این‌كه محور كمپرسور به توربین متصل شده است، كمپرسور مقداری از كار تولید شده توسط توربین را جذب می‌كند، و بازده را پایین می‌آورد. بنابراین كار خالص، اختلاف بین كارتوربین و كار لازم برای گرداندن كمپرسور خواهد بود. 

نوع فایل:word

سایز :8.99 KB

تعداد صفحه : 80

برچسب ها : نگرش كلی بر توربین‌های گاز , نگرش كلی بر توربین‌های گاز , توربین‌های گاز , نیروگاه‌ها , محور توربین , كمپرسور , هواپیما , سانتریفوژ‌تك , هزینه سرمایه‌گذاری , هزینه تعمیراتی , تحقیق , جزوه , مقاله , پایان نامه , پروژه , دانلود تحقیق , دانلود جزوه , دانلود مقاله

سیستم تهویه مطبوع در خودرو

امروز سیستم تهویه مطبوع جایگاه ویژه ای در خودرو دارد سرنشینان خودرویی كه از سیستم تهویه مطبوع پیشرفته و مجهزی برخوردار است

سیستم تهویه مطبوع در خودرو 

مقدمه

امروز سیستم تهویه مطبوع جایگاه ویژه ای در خودرو دارد. سرنشینان خودرویی كه از سیستم تهویه مطبوع پیشرفته و مجهزی برخوردار است، احساس آرامش می كنند و چه بسا در شرایط سخت رانندگی در جاده های طولانی، به دلیل داستن این سیستم، سختی های سفر را بر خود هموار سازند و آن را با خاطره ای خوش به پایان رسانند.

سیستم های تهویه مطبوع پس از سال ها سیر تكاملی، به شكل امروزی خود رسیده اند. این سیستم در ابتدا از سرنشینان خودرو در برابر تابش مستقیم نور خورشید یا بادهای شدید محافظت می كرد. پس از مدتی، سیستم گرمایش برای غلبه بر سرما طراحی شد و بالاخره با ساخت كولر، هوایی مطبوع و خنك در اتاق خودرو فراهم آمد. با توجه به جایگاه مهم سیستم تهویة مطبوع، بهتر است با روش و اصول كاركدر آن بیشتر آشنا شویم تا در مراحل گسترده تر، به رفع عیوب این سیستم بپردازیم و با استفادة صحیح از آن، بیشترین بهره را از سیستم تهویه مطبوع ببریم.

تهویه مطبوع در خودرو

تهویه مطبوع در اتومییل ها از نظر كار و طرح با هم شبیه هستند، ولی كارخانجات سازنده خودروها از اجزاء متفاوتی برای بكار انداختن و كنترل اجزاء در محدوده مشخصات خود استفاده می كنند.

عمل سرماسازی (برودت) در سیستم كولر

عمل سرماسازی در سیستم كولر خودرو از گردش گاز 12-R (ماده سرماساز) در یك مدار بسته انجام می گیرد. گاز 12-R به حالت بخار از طرف اواپراتور (تبخیركننده) بوسیله كمپرسور مكیده می شود و پس از فشردن 14bar در كمپرسور و افزایش دما حدود 80 درجه سانتیگراد بطرف كندانسور (رادیاتور كولر) رانده می شود. در كندانسور گاز داغ و فشرده خنك می شود با خنك شدن گاز تقریباً تبدیل به مایع یعنی تقطیر می گردد. و از آنجا به طرف رطوبت گیر (رسیور) رطوبت و ناخالصی آن گرفته می شود و به صورت مایع كامل بطرف اواپراتور حركت می كند، قبل از ورود به اواپراتور با عبور از شیرانبساط بواسطه گشاد بودن مسیر فشار آن بشدت كاهش و منبسط می گردد و در اواپراتور به سرعت تبخیر می گردد. سرعت تبخیر سرمای زیادی را ایجاد می نماید كه توسط فن كولر تهویه هوای تازه محیط یا هوای محیط اطاق خودرو از اطراف اواپراتور عبور داده می شود به این معنی كه حرارت اطاق خودرو را جذب خود می كند و ماده سرماساز بصورت بخار مجدداً بطرف كمپرسور مكیده می شود. این سیكل تا زمانی كه كمپرسور كار می كند ادامه دارد در این سیستم كار كمپرسور توسط جریان برق كه از كلاچ كمپرسور عبور داده می شود ایجاد میدان مغناطیسی كلاچ با محور كمپرسور درگیر شده و با نیروی موتور كه توسط تسمه به پولی كلاچ متصل می باشد حركت می نماید. در حالتی كه اواپراتور زیاد سرد می شود توسط ترموستاتی كه به اواپراتور متصل می باشد مسیر گاز را در شیرانبساط مسدودتر می نماید تا از یخ زدن هوای اطراف اواپراتور جلوگیری نماید.

كولر 

كولر دستگاهی است كه هوای اتاق را سرد می كند و در صورتی كه رطوبت هوا زیاد باشد، آن را كاهش می دهد.

قانون عمومی سرمایش

در فصل تابستان گاهی اوقات پس از شنا احساس سرما یا خنكی می كنیم. علت این پدیده آن است كه با توجه به گرمای خورشید، آب روی پوست ما تمایل به تبخیر دارد. آب، گرمای تبخیر خود را از پوست بدن می گیرد و با كاهش گرمای روی پوست، احساس سرما به ما دست می دهد. مثال دیگر این است كه اگر مقداری الكل روی دستمان بریزیم، به علت تبخیر الكل از روی سطح پوست، احساس سرما می كنیم. از این روش می توان در سیستم های سرمایش استفاده كرد. این روش مبتنی بر قانونی است كه می گوید: هر ماده ای برای تبخیر مجبور به جذب حرارت از محیط اطراف خود و در نتیجه سرد كردن محیط است.

نوع فایل:word

سایز : 13.0 KB  

تعداد صفحه :16

برچسب ها : سیستم تهویه مطبوع در خودرو , سیستم تهویه مطبوع در خودرو , سیستم تهویه , خودرو , دینام یكپارچه , عمل سرماسازی , سیستم كولر , كمپرسور , تبخیر , تحقیق , جزوه , مقاله , پایان نامه , پروژه , دانلود تحقیق , دانلود جزوه , دانلود مقاله , دانلود پروژه

مقایسه موتورهای توربو شارژ و سوپر شارژ

زمانی كه مردم درباره خودروهای مسابقه ای یا موتورهایی با بازدهی و عملكرد بالا صحبت می كنند معمولاً بحث توربوشارژرها مطرح می شود توربوشارژرها همچنین در موتورهای دیزلی بزرگ نیز استفاده می شوند

مقایسه موتورهای توربو شارژ و سوپر شارژ

الف) توربوشارژر(Turbocharger):

زمانی كه مردم درباره خودروهای مسابقه ای یا موتورهایی با بازدهی و عملكرد بالا صحبت می كنند معمولاً بحث توربوشارژرها مطرح می شود. توربوشارژرها همچنین در موتورهای دیزلی بزرگ نیز استفاده می شوند.

توربوشارژر یك كمپرسور می باشد كه توان خروجی موتورهای احتراق داخلی را در اثر افزایش میزان جرم هوا و سوخت ورودی به موتور افزایش می دهد. یكی از مزایای بزرگ توربوشارژرها آن است كه افزایش قدرت خروجی موتور آنها در مقایسه با وزن آنها بسیار ناچیز است و این یكی از دلایلی است كه باعث شده توربوشارژرها تا این اندازه محبوب و معروف گردند.(شكل ۱ را نگاه كنید)

شكل ۱ -  یك نمونه از توربوشارژر

نحوه عملكرد توربوشارژر:

یك توربوشارژر از یك كمپرسور گریز از مركز و یك توربین گازی تشكیل شده است كه توربین گازی توسط پیچ به مانیفولد دود متصل می شود و گازهای خروجی از موتور باعث چرخش توربین گاز شده و به سبب آن كمپرسور كه توسط یك شفت به توربین گازی متصل است شروع به چرخش نموده و هوای محیط را مكش كرده و سپس آن را متراكم كرده و به طرف موتور می فرستد و هوای ورودی بیشتر به موتور به معنی سوخت بیشتر به داخل موتور و هوا و سوخت بیشتر به معنی انرژی و قدرت خروجی موتور می باشد. سرعت چرخش توربین با توجه به استفاده توربوشاررژ می تواند متفاوت باشد و اكثراً دارای سرعتهای چرخش بالا هستند به همین دلیل باید از یاتاقانهای مخصوصی استفاده گردد كه بتواند نیروی حاصل از چرخش شقت را تحمل كند كه معمولاً از یاتاقانهای سیال (fluid  bearing) استفاده می شود. در یاتاقانهای سیال بین شفت و یاتاقان یك لایه روغن قرار دارد كه روغن فوق دو وظیفه مهم بر عهده دارد:      

  ۱- باعث خنك شدن شفت و سایر قسمتهای توربوشارژر می شود  

  ۲- باعث از بین رفتن اصطكاك بین شفت و یاتاقان هنگام چرخش می شود.(شكل ۲ را نگاه كنید)

نوع فایل:word

سایز :129 KB 

تعداد صفحه :15

برچسب ها : مقایسه موتورهای توربو شارژ و سوپر شارژ , مقایسه موتورهای توربو شارژ و سوپر شارژ , توربو شارژ , سوپر شارژ , خودروهای مسابقه ای , موتورهای دیزلی , كمپرسور , توربین گاز , یاتاقانهای سیال , سوپاپ , اصطكاك , تحقیق , جزوه , مقاله , پایان نامه , پروژه , دانلود تحقیق , دانلود جزوه , دانلود مقاله , دانلود پایان نامه , دانلود پروژه

تحقیق كندانسورها

كندانسورها یكی از اجزای یك سیستم برودتی می باشند اساس و عمل یك سیكل سرما سازی در یك سیستم برودتی همواره چنین می باشد كه ماده سرما ساز در یك سیستم بسته تكرار می شود و هر لحظه اثر خنك كنندگی بیشتر می شود

تحقیق كندانسورها 

مقدمه 

كندانسورها یكی از اجزای یك سیستم برودتی می باشند. اساس و عمل یك سیكل سرما سازی در یك سیستم برودتی همواره چنین می باشد كه ماده سرما ساز در یك سیستم بسته تكرار می شود و هر لحظه اثر خنك كنندگی بیشتر می شود. در این عمل مایع سرما ساز تبخیر شده ، مجدداً به مایع تبدیل می گردد. این عمل تا زمانی ادامه می یابد كه محیط به درجه حرارت مطلوب برسد. 

تجهیزات تولید و توزیع سرما عبارتند از : 

1 ـ كمپرسور C    Compressor                2 ـ تبخیر كننده  Evaporator 

3 ـ كندانسور Condensor                   4 ـ شیر انبساط  حرارتی 

وظیفه كندانسور در یك سیستم برودتی :

در یك سیستم برودتی وظیفه كندانسور انتقال گرما از ماده سرمازا به محیط دیگری مثل هوا یا آب است. كه در داخل كندانسور گاز تحت فشار گرمای خود را به محیط پس می دهد و از حالت گاز به مایع چگالش می یابد.

طبقه بندی كندانسورها : 

كندانسور ها را می توان به سه دسته اصلی تقسیم كرد :   

1 ـ كندانسورهای آبی       Water cooled condensor

2 ـ كندانسورهای هوایی        Air cooled condensor

3 ـ كندانسورهای تبخیری   Evaporating condensor  

كندانسورهای آبی : 

كندانسورهای سرد شونده با آب انواع مختلفی دارند كه عبارتند از : 

1 ـ كندانسور آبی از نوع دو لوله ای

2 ـ كندانسور آبی از نوع پوسته و لوله كه خود دو نوع می باشد. الف ) افقی    ب ) عمودی

3 ـ كندانسور آبی از نوع پوسته و مارپیچ

كندانسور آبی از نوع دو لوله ای : 

در این كندانسورها آب به درون لولة داخل پمپ شده و مادة سرمازا در لولة خارجی جریان می یابد . مانند شكل زیر . برای بدست یابی به ضرایب انتقال حرارت بالاتر ، جهت حركت آب و ماده سرمازا در این كندانسور غیر همسو است. اگر چه كاربرد كندانسورهای دو لوله ای در گذشته رواج داشته است ، ولی از آن جایی كه در این مبدلهای حرارتی تعداد زیادی واشر و فلانچ به كار می رود تعمیر و نگهداری آنها را با مشكل روبرو ساخته است. 

نوع فایل:word

سایز :41.9 KB  

تعداد صفحه :14

برچسب ها : تحقیق كندانسورها , تحقیق كندانسورها , كندانسور , كمپرسور , تبخیر كننده , شیر انبساط حرارتی , كندانسورهای آبی , كندانسورهای تبخیری , تحقیق , جزوه , مقاله , پایان نامه , پروژه , دانلود تحقیق , دانلود جزوه , دانلود مقاله , دانلود پایان نامه , دانلود پروژه