قطعة انتقالية فعالة حرارياً من هاستيلوي C22/C276

فيديو

الجزء الانتقالي: الجسر الرئيسي الذي يربط بين غرفة الاحتراق والتوربين

شكل الجزء الانتقالي عادة ما يكون أنبوبًا يتغير تدريجيًا. تزداد مساحته العرضية تدريجيًا من المضاغة إلى غرفة الاحتراق. وهذا لأن سرعة وضغط تدفق الهواء عند مخرج المضاغة مرتفعان، ولذلك يجب تقليل سرعة تدفق الهواء بزيادة المساحة العرضية لكي يتمكن تدفق الهواء من الاختلاط بشكل أفضل مع الوقود والحصول على احتراق مستقر في غرفة الاحتراق. طوله يختلف بناءً على التصميم الكلي والمتطلبات الأداء للتوربين الغازي. عمومًا، يجب أن يأخذ تصميم الطول في الاعتبار انتقال تدفق الهواء بالتساوي وتقليل فقدان الضغط قدر الإمكان.

بما أن قسم الانتقال يحتاج إلى تحمل درجات الحرارة والضغوط العالية، خاصة قسم الانتقال من مخرج غرفة الاحتراق إلى التوربين، فيجب عليه مواجهة تأثير الغازات المحترقة ذات درجة الحرارة العالية. لذلك، يتم عادة استخدام مواد سبيكة مقاومة للحرارة العالية، مثل السبائك النيكيلية. من حيث عملية التصنيع، قد تتضمن تقنية الصب الدقيق لضمان أن يكون السطح الداخلي ناعمًا وتخفيض مقاومة احتكاك تدفق الهواء. في الوقت نفسه، سيستخدم بعض أقسام الانتقال أيضًا تصميم قنوات التبريد الداخلية لتقليل درجة حرارة المكونات عن طريق إدخال هواء التبريد لضمان سلامة هيكلها وأداء مستقر في البيئات ذات درجات الحرارة العالية.

خلال الانتقال من المكثف إلى غرفة الاحتراق، تكون الوظيفة الرئيسية هي ضبط سرعة وضغط تدفق الهواء. سرعة تدفق الهواء عند مخرج المكثف مرتفعة، بينما تحتاج غرفة الاحتراق إلى تدفق هواء بسرعة منخفضة نسبيًا لضمان خلط كافٍ واحتراق مستقر للوقود والهواء. تعمل منطقة الانتقال على تقليل سرعة تدفق الهواء وتتغير الضغوط وفقًا لذلك لتلبية متطلبات مدخل غرفة الاحتراق من خلال تغيير مساحتها العرضية تدريجيًا. من غرفة الاحتراق إلى التوربين، يجب أن تسمح منطقة الانتقال بدخول الغاز ذي درجة الحرارة العالية والسرعة العالية إلى التوربين بشكل متساوٍ لضمان قدرة التوربين على استخراج الطاقة من الغاز بكفاءة.  

تصميم قسم الانتقال مهم للغاية لضمان تدفق هواء موحد. في التوربين الغازي، تحتاج كل من عملية خلط الوقود والهواء في غرفة الاحتراق وعملية عمل الغاز في التوربين إلى توزيع موحد لتدفق الهواء. قد يؤدي تدفق هواء غير متساوٍ إلى مشاكل مثل الاحتراق غير الكامل، أو ارتفاع الحرارة المحلي، أو توزيع غير متساوٍ للقوة على شفرات التوربين. يقوم قسم الانتقال بتهذيب تدفق الهواء ليمر بشكل متساوٍ من خلال هيكل داخلي خاص مثل أشرطة الإرشاد وتدرجات أشكال الجدران، مما يحسن من أداء وموثوقية نظام التوربين الغازي بالكامل.

القسم الانتقالي بين غرفة الاحتراق والتربين يؤثر بشكل مباشر على أداء التوربين العامل. إذا لم يتمكن القسم الانتقالي من توجيه الغازات ذات درجة الحرارة العالية بشكل متساوٍ إلى التوربين، فإن شفرات التوربين ستخضع لضغوط حرارية وميكانيكية غير متكافئة. هذا لن يقلل فقط من كفاءة التوربين، بل قد يؤدي أيضًا إلى تلف شفرات التوربين وقصر عمر التوربين الغازي. بالإضافة إلى ذلك، فإن فقدان الضغط في القسم الانتقالي سيؤثر أيضًا على ضغط الغاز عند مدخل التوربين، مما يؤثر على قدرة التوربين التشغيلية.