تحسين أداء قنوات النقل الجوي باستخدام سبائك مقاومة للحرارة متطورة

قسم الانتقال: الجسر الرئيسي الذي يربط غرفة الاحتراق بالتوربين

عادة ما يكون شكل قسم الانتقال عبارة عن أنبوب متغير تدريجيًا. تزداد مساحة مقطعه العرضي تدريجيًا من الضاغط إلى غرفة الاحتراق. وذلك لأن سرعة تدفق الهواء والضغط عند مخرج الضاغط مرتفعان، ومن الضروري تقليل سرعة تدفق الهواء عن طريق زيادة مساحة المقطع العرضي حتى يمكن خلط تدفق الهواء بشكل أفضل مع الوقود وحرقه بشكل مستقر في غرفة الاحتراق. يختلف طوله وفقًا للتصميم العام ومتطلبات الأداء لتوربين الغاز. بشكل عام، يجب أن يأخذ تصميم طوله في الاعتبار الانتقال المنتظم لتدفق الهواء وتقليل فقدان الضغط.

نظرًا لأن قسم الانتقال يحتاج إلى تحمل درجات حرارة وضغط مرتفعين، وخاصة قسم الانتقال من مخرج غرفة الاحتراق إلى التوربين، فيجب أن يواجه تآكل غاز الاحتراق عالي الحرارة. لذلك، فإنه يستخدم عادةً مواد سبائك مقاومة لدرجات الحرارة العالية، مثل السبائك القائمة على النيكل. من حيث عملية التصنيع، قد تشارك تقنية الصب الدقيق لضمان أن يكون سطحه الداخلي ناعمًا وتقليل مقاومة الاحتكاك لتدفق الهواء. في الوقت نفسه، ستتبنى بعض أقسام الانتقال أيضًا تصميم قنوات التبريد الداخلية لتقليل درجة حرارة المكونات عن طريق إدخال هواء التبريد لضمان سلامتها البنيوية وأدائها المستقر في البيئات ذات درجات الحرارة العالية.

أثناء الانتقال من الضاغط إلى غرفة الاحتراق، تتمثل الوظيفة الرئيسية في ضبط سرعة وضغط تدفق الهواء. تكون سرعة تدفق الهواء عند مخرج الضاغط عالية، بينما تتطلب غرفة الاحتراق تدفق هواء منخفض السرعة نسبيًا لضمان الخلط الكافي والاحتراق المستقر للوقود والهواء. يقلل قسم الانتقال من سرعة تدفق الهواء ويتغير الضغط وفقًا لذلك لتلبية متطلبات مدخل غرفة الاحتراق من خلال مساحته المقطعية المتغيرة تدريجيًا. من غرفة الاحتراق إلى التوربين، يجب أن يسمح قسم الانتقال للغاز عالي الحرارة وعالي السرعة بدخول التوربين بالتساوي لضمان قدرة التوربين على استخراج الطاقة من الغاز بكفاءة. 

يعد تصميم قسم الانتقال أمرًا بالغ الأهمية لضمان تدفق الهواء بشكل موحد. في التوربينات الغازية، يتطلب كل من خلط الوقود والهواء في غرفة الاحتراق وعملية عمل الغاز في التوربين توزيعًا موحدًا لتدفق الهواء. قد يؤدي تدفق الهواء غير المتساوي إلى مشاكل مثل الاحتراق غير الكامل أو ارتفاع درجة الحرارة المحلية أو القوة غير المتساوية على شفرات التوربين. يوجه قسم الانتقال تدفق الهواء ليتدفق بالتساوي من خلال هياكل داخلية خاصة مثل ريش التوجيه وأشكال الجدران التدريجية، وبالتالي تحسين أداء وموثوقية نظام التوربينات الغازية بالكامل.

يؤثر قسم الانتقال بين غرفة الاحتراق والتوربين بشكل مباشر على أداء عمل التوربين. إذا لم يتمكن قسم الانتقال من توجيه الغاز عالي الحرارة بالتساوي إلى التوربين، فستتعرض شفرات التوربين لضغوط حرارية وميكانيكية غير متساوية. لن يؤدي هذا إلى تقليل كفاءة التوربين فحسب، بل قد يتسبب أيضًا في تلف شفرات التوربين وتقصير عمر خدمة التوربين الغازي. بالإضافة إلى ذلك، فإن فقدان الضغط في قسم الانتقال سيؤثر أيضًا على ضغط الغاز عند مدخل التوربين، مما يؤثر بالتالي على قدرة التوربين على العمل.