تصميم المرواح لظروف شديدة في التوربينات

تمثل المرواح عوامل رئيسية في حالة عمل التوربينات كآلات كبيرة. التوربينات هي آلات ضخمة تولد الكهرباء، ونستهلك الكهرباء يوميًا في منازلنا ومدارسنا. هذه المرواح مصممة للعمل في بيئة صعبة (أي تحت درجات حرارة وضغط مرتفعين)، ولذلك من الضروري لنا تصنيع جهاز يتكون من نوع مناسب من المرواح القوية والقادرة بما يكفي باستخدام ممارسات تصميم ميكانيكي مؤهلة. على هذه الصفحة سننظر بشكل أكبر في شرح كيفية إنشاء المرواح الحقيقية للتوربينات ولماذا لها أهمية الاستخدام الآن.

كيف تعمل التوربينات؟

تُوجد التوربينات من صنع O. B. T أمام المراوح، وتتم حركة المروحة بقوة عن طريق نفخ الهواء مما يجعلها تدور بسرعة كبيرة. وبهذا تولد الطاقة عن طريق الدوران السريع. الحركة الدوارة هي كيف نحصل على الطاقة ولكنها أيضًا حيث تتلقى التوربينات قوة كبيرة. الجيل التالي 452 قوة بالنسبة لـ RPM. في الأساس، يجب أن تكون هذه الريش داخل التوربين مرتفعة، أو سيتم التسبب في الأضرار. ولن يكون هناك كهرباء لنا بعد ذلك. شفرة التوربين  لذلك، يجب أن يتم تصنيعها لتتحمل هذه القوى والضغوط العالية.

صناعة ريش قوية

المواد المحددة التي نستخدمها لصنع هذه الSprings القوية (والتي تمتلك قوة عضلية هائلة أيضًا) - تكون الSprings عادةً معدنية، لكن مقاومة الحرارة والضغط في التوربينات تتطلب أنواعًا صعبة جدًا من المعادن ذات نسبة قوة إلى وزن عالية. يستفيدون من تكوينهم المعدني، حيث طورنا أنواعًا خاصة من خلاطات معدنية تُعرف باسم السبائك الخارقة. النقطة الثالثة: تأثير مختلف تمامًا لكن في فئة مختلفة تمامًا ولا يُذكر، السبائك الخارقة التي يمكنها تحمل درجة حرارة تصل إلى W1200iC + ضغوط شديدة - تصل إلى 2000psi. كما يمكن استخراجها واستخدامها في التوربينات العاملة تحت هذه الحرارات الشديدة.

بالإضافة إلى ذلك، يجب تصميم السبائك الفائقة بشكل صحيح لتعمل كمواسير. ما الشكل والحجم اللذان يجب أن يأخذهما (يجب تصميمهما بعناية في هذا الجانب). بالنظر إلى أن التصميم يمكن أن يؤثر على كيفية عمل الموساة تحت الحمل، يستحق هذا الجزء بعض الاهتمام. ثانيًا، يجب اختبار وتأهيل كل موساة فرديًا كل عام حتى تتمكن من تحمل القوى والضغوط الهائلة التي ملحقات التوربين  تواجه عادةً. هذا هو الغرض من اختبارات الضغط، حيث تتيح لنا رؤية كيف تعمل المواسير كما يجب لأداء مهامها بأمان.

أفكار جديدة لتصميم المواسير

الأساليب الجديدة لتصميم الريشات الخاصة بالتوربينات تم استكشافها دائمًا من قبل المهندسين في سعيهم لتحقيق كفاءة أعلى. واحدة من أ coolest تدور حول مادة تُسمى "سبائك ذاكرة الشكل". وبالتالي، يمكنها "تذكّر" شكلها الأصلي، وهذا هو السبب في أن هذه السبائك تُعرف بمادّة ذاكرة الشكل. إذن بأسلوب أبسط، فهي مرنة بما يكفي لتتشوه أثناء الحرارة وتعود إلى شكلها الأصلي بمجرد خفض درجات الحرارة. تعديل لهذه المهارة يمكن أن يدوم أكثر من ريشة في شفرة التوربين المرحلة الثانية الإجراءات، وتحث أيضًا الملف اللولبي على العمل بشكل صحيح.

يمكن العثور على حل أنيق من خلال استخدام المواد المركبة. تُصنف المواد المركبة على أنها مواد هيكلية تتكون من فазتين أو أكثر متميزتين ولا تذوبان في بعضهما البعض. وهذه يمكن دمجها مع مكونات أخرى مختلفة لإنتاج ريشات تكون أقوى وأخف وزناً. الريشات المركبة تناسب الشروط الصعبة أكثر من الريشات التقليدية وقد تكون مثالية للاستخدام في O.B.T.

جعل التوربينات تعمل بشكل أفضل

يمكن للتوربينة أن تقدم أداءً مثاليًا فقط عندما يتم تصميم وتصنيع الريشات وفقًا للشروط. وهذا بدوره يعني أن التوربينة ستنتج المزيد من الكهرباء باستخدام طاقة أقل. هذا النظام مصمم ليكون أغلى مصدر كهرباء على وجه الأرض، ولعب دور تصميم الريشات دورًا حاسمًا في ذلك. من الأرخص لنا جميعًا أن ننتج كهرباءنا الخاصة بدلاً من أن يكون هناك تسرب كبير في النظام.

التحديات في تصميم الريشات

يبدو أن صنع ريشات مناسبة للاستخدام داخل التوربينات المعرضة لظروف قاسية ليس أمرًا سهلاً. للأسف، يمكن أن تؤدي الظروف القاسية أيضًا إلى احتكاك الريشات. هذا يؤدي إلى احتكاك الريشات بحيث يجب تغييرها بشكل متكرر، وهو ما يكلف الكثير من الوقت والمال. في كثير من الأحيان، يؤدي استبدال التوربينات إلى صيانة إضافية وتوقف مكلف.

الظروف الصعبة قد تؤدي أيضًا إلى كسر المروات. يمكن أن يؤدي مروة مكسورة إلى إيقاف التوربين بالكامل، مما يتطلب إصلاحًا مكلفًا وفقدان إنتاج الطاقة. من خلال هذا، يستمر المهندسون في زيادة صلابة المروات. كل ما لديهم هو مروة ذات جدران أقوى لكنها لا تحتاج للعمل بشكل أسرع أو أي شيء آخر، بل ستتحمل أكثر لفترة أطول على المسارات الأطول أو الظروف الأصعب حتى تستمر التوربينات في التشغيل.