Gāzes turbīnas loksnes siltumrežīma optimizācija: termiskās difuzijas tehnoloģijas un augstas temperatūras šķērsmu barības pielietošana

Kā savienotai slēdzes mehāniskās iekāpes atslēgas elementam, gāzes turbiņu efektivitātes uzlabošana ir būtiska enerģijas izmantošanai un rūpniecības attīstībai. Lai uzlabotu gāzes turbiņu darbību, pētnieki veic dažādas darbības, saistītas ar turbinas loksnes dizainu un materiālu izvēli. Optimizējot loksnes dizainu, izvēloties jaunas augstu temperatūru pretojamās materiālu (piemēram, NiCoCrAlY segumu) un apvalkot loksnes ar augstas temperatūras aizsardzības segumiem, var nozīmīgi uzlabot gāzes turbiņu darbības efektivitāti. Šie segumi tiek ļoti vērtēti materiālu zinātnieku vidū, jo tie ir viegli realizējami, vienkārši principiem un efektīvi.

Tomēr gāzes turbīnas loksnes, kas darbojas ilgu laiku augsttemperatūras videi, sastopas ar problēmu – elementu savstarpējais difūzijas process starp segumu un pamatu, kas nopietni ietekmēs seguma īpašībām. Lai risinātu šo problēmu, var izmantot virsmas siltumtrekļa tehnoloģiju, piemēram, pielietojot augsttemperatūras aizsardzības segumus vai ieviešot difūzijas barjeru slānis, kas efektīvi uzlabos loksņu augsttemperatūras atbalsta spēju un dienestspēju, tādējādi uzlabojot visu gāzes turbīnas darbības efektivitāti un uzticamību.

Siltumdiffuzijas tehnoloģijas un šķērslu masu priekšrocības

Termaiskā difuzijas tehnoloģija tiek izmantota augsttemperatūras virsmas modificēšanas apstrādē no 1988. gada. Šī tehnoloģija var veidot smagu uglekļa slāni uz satura materiālu virsmas, piemēram, dzelzs, nikela aliažu, diamanta aliažu un cieto karbīdu, nozīmīgi palielinot apstrādātā materiāla virsmas cieņu. Materiāli, kas apstrādāti ar termaisko difuziju, ir ar augstāku cieņu un lielisku izmaksu un oksidēšanās atbalstu, kas var ievērojami palielināt rīku, piemēram, dārzeņu metālu formēšanas matricu, formēšanas rīku un valkāšanas rīku, dienestspēju līdz pat 30 reizēm.

Lidojotu motoru ražošanā turbinas loksnes termiskā apstrāde ir būtiska, lai uzlabotu motora darbības parametrus. Dalian Yibang nesen ieviesis maskējošais klājs ir speciāli izstrādāts augsttemperatūras difuzijas segšanas procesiem un var nodrošināt labu aizsardzību ekstremālās vides apstākļos, kas pārsniedz 1000 ° °C, tādējādi nozīmīgi uzlabojot ražošanas efektivitāti un procesa stabilitāti.

Augsta temperatūras stabilitāte: Maskējošais ķirsis labi strādā augstas temperatūras difuzijas apkalpošanas procesos, kas pārsniedz 1000 ° C, izvairoties no tradicionālo maskējošo materiālu riska sagriezties augstās temperatūrās un nodrošinot apkalpošanas uzticamību.

Nav nepieciešams nikla folija apkalpot: Salīdzinājumā ar tradicionālajiem metodiem, maskējošajam ķirsim nav nepieciešams papildu nikla folija apkalpot, kas vienkāršo darbības soļus un taupa darba laiku un materiālu izmaksas.

Ātra šķiet: Kamēr temperatūra ir istabas līmenī, maskējošais ķirsis sāk šķiet tikai pēc 15 minūtēm un pilnībā šķiet līdz 1 stundai, nozīmīgi saīsinot ražošanas ciklu un padarot ielaidēšanas un cepšanas procesu efektīvāku.

Vienkārša darbība un viegli noņemama: Operatori var viegli noņemt solidificēto maskējošo ķirsi ar cietu plastmasas nōži, samazinot procesa sarežģītību un prasmes operēšanai.

Augsta darba efektivitāte: Maskējošais ķīms izmanto "sausais pulveris + kaste" risinājumu. Viena kaste var pabeigt apmēram 10 daļu maskēšanas darbu, kas nozīmīgi palielina procesa efektivitāti un uzticamību.

Lielspēcīgo gāzes turbinu pielietojuma scenāriji galvenokārt ir zemes enerģijas nodrošināšana, rūpnieciskais un mājsaimniecības sildīšana, tāpēc turbīnas galvenais mērķis atspoguļojas ass izvades spēkā, ģenerātora apveltīšanā, lai ražotu elektroenerģiju, un noteiktā izplūdes temperatūrā (nākamajiem atkritušo siltumu izmantošanas bojleriem un dzirkstes turbinām). Gāzes turbīnu projektēšanā ir jāņem vērā gan vienkāršais cikls, gan kombinētais cikls. Gāzes turbinas vairāk koncentrējas uz elektroenerģijas ražošanas efektivitāti un gala produkta vai produktu maksimālo efektivitāti attiecībā uz naudu, meklējot ilgtspējīgus un uzticamus materiālus, garus remontu ciklus un garus intervālus. Aviācijas motoru projektēšana koncentrējas uz spēku svarā attiecību. Produkts jāprojekto, lai būtu cik vien iespējams vieglāks un mazāks, un radītais spēks jādara kā vislielākais. Tas ir vienkārts cikls, tāpēc izmantotie materiāli ir vairāk "augstas klases". Projekcijas laikā lielāka uzmanība tiek pievērsta degvielas ekonomiskai izmantošanai zemspējās darbības apstākļos. Pēc visu, lidmašīnas pavadīs lielāko daļu savas laika stratosfērā, nevis startējot.

Patiesībā, gan lidmašīnu dzinēji, gan zemes bāzes gāzu turbiņas ir rūpniecības galvenie aktīvi tādēļ, ka to ražošana ir grūta, pētniecības un attīstības cikls ilgs, un tas ietver plašu nozaru spektru. Tomēr, tā kā tiek izmantoti atšķirīgi jomas, tie ir arī atšķirīgi fokusi un izaicinājumi. Visā pasaulē ir tikai dažas uzņēmumus vai institūti, kas spēj ražot gan smagās gāzu turbiņas, gan lidmašīnu dzinējus, piemēram, ASV GE Pratt & Whitney, Vācijas Siemens, Lielbritānijas Rolls-Royce, Japānas Mitsubishi utt., jo tas ietver daudzu disciplīnu krustojumu, sistēmas dizainu, materiālus, procesus un galveno komponentu ražošanu, ar lielām investīcijām, garu laiku un lēni redzamu rezultātu. Iepriekš minētie uzņēmumi arī pieredzēja ilgu attīstības periodu, lai savus produktus uzlabotu līdz pašreizējam līmenim, sasniedzot zemākas izmaksas, augstāku veiktspēju un uzticamību, kā arī mazākus emisiju līmeņus.