Projektowanie sprężyn dla ekstremalnych warunków w turbinach

W przypadku pracy turbin jako dużych maszyn, sprężyny reprezentują główne zagadnienia do rozważenia. Turbiny to ogromne maszyny generujące energię elektryczną, której korzystamy na co dzień w naszych domach i szkołach. Te sprężyny są przeznaczone do działania w warunkach realizujących (tj. pod wysoką temperaturą i ciśnieniem), dlatego jest kluczowe dla nas, aby wyprodukować taki urządzenie, które składa się z odpowiedniego rodzaju sprężyn, zdolnych i wystarczająco silnych dzięki kwalifikowanym praktykom projektowania mechanicznego. Na tej stronie bliżej przyjrzymy się wyjaśnieniu, jak w praktyce powstają sprężyny dla turbin i dlaczego mają one swoje uzasadnienie w użyciu już teraz.

Jak działają turbiny?

Turbiny O. B. T znajdują się przed wentylatorami, a wentylator jest zmuszany do wirowania bardzo szybko przez dmuchanie powietrza. W ten sposób generuje energię poprzez obracanie się na wysokiej prędkości. Ruch obrotowy to sposób, w jaki uzyskujemy moc, ale również miejsce, w którym turbina otrzymuje duży napór. Następne Pokolenie 452 Moc względem RPM. W zasadzie te sprężyny wewnątrz turbiny muszą być wysokie, lub nastąpi uszkodzenie. I nie byłoby już elektryczności dla nas, ponieważ łopata turbiny  wyłączono. Dlatego muszą być konstruowane tak, aby wytrzymać te wysokie siły i ciśnienia.

Tworzenie mocnych sprężyn

Konkretne materiały, które używamy do produkcji tych mocnych sprężyn (które również trochę flexują potężne mięśnie) - Sprężyny zazwyczaj są metalowe, ale wytrzymywanie wysokich temperatur i ciśnienia w turbinach wymaga naprawdę trudnych materiałów o wysokim stosunku wytrzymałości do wagi. Korzystają one z zalet składu metalowego, opracowaliśmy specjalne rodzaje metalowych mieszanin, które nazywane są superalumnami. Punkt 3 Ma wpływ na zupełnie inną rzecz, ale w całkowicie innej kategorii, a nie wspominając już o superalumnach, które mogą radzić sobie z temperaturą do W1200iC + ekstremalnym ciśnieniem - Do 2000psi. Mogą również być wydobywane i umieszczane w turbinach działających przy tak ekstremalnych temperaturach.

Ponadto, aby superligy działały jako sprężyny, muszą być odpowiednio zaprojektowane. Jaka ma być ich forma i rozmiar (trzeba to starannie zaprojektować). Biorąc pod uwagę, że projekt może wpłynąć na sposób, w jaki sprężyna będzie działała pod obciążeniem, ta część zasługuje na uwagę. Ponadto każda sprężyna musi być co roku indywidualnie testowana i kwalifikowana, aby móc wytrzymać ogromne siły i ciśnienia Akcesoria turbin  zwykle widywane. Dlatego właśnie przeprowadza się testy naprężeniowe, które pozwalają nam zobaczyć, jak sprężyny działają, aby bezpiecznie wykonywać swoje zadania.

Nowe pomysły na projektowanie sprężyn

Nowe techniki projektowania sprężyn dla turbin były zawsze badane przez inżynierów w poszukiwaniu wyższej efektywności. Jedna z najfajniejszych dotyczy materiału nazywanego 'legity memory alloy'. W związku z tym mogą one "pamiętać" swój pierwotny kształt, dlatego te legity są znane jako materiały pamięci kształtu. Więc w prostszych słowach, jest wystarczająco elastyczna, aby się deformować podczas nagrzewania i wracać do swojego pierwotnego kształtu, gdy temperatura zostanie obniżona. Modyfikacja tej umiejętności może przekroczyć żywotność sprężyny w łopatka turbiny drugiego stopnia procedurach, a także zachęcać nawój do prawidłowego działania.

Eleganckie rozwiązanie można znaleźć w użyciu materiałów kompozytowych. Kompozyty są klasyfikowane jako strukturalne materiały składające się z dwóch lub więcej oddzielnych faz, które nie rozpuszczają się wzajemnie. Te, z kolei, mogą być połączone z różnymi innymi składnikami, aby wyprodukować sprężyny, które są zarówno silniejsze, jak i lżejsze. Sprężyny kompozytowe są lepiej przystosowane do trudnych warunków niż tradycyjne sprężyny i mogą być idealne do użytku w O.B.T.

Robienie lepszych turbin

Turbiny mogą dostarczać optymalnej wydajności tylko wtedy, gdy sprężyny są projektowane i produkowane zgodnie z wymaganiami. To z kolei oznacza, że turbina może produkować więcej energii elektrycznej z mniejszej ilości energii. Ten system jest zaprojektowany tak, aby być najtańszym źródłem energii na Ziemi, a właściwy projekt sprężyn odgrywa kluczową rolę w tym procesie. Jest taniej dla nas wszystkich produkować własną energię niż dopuszczać, aby system tracił tyle energii.

Wyzwania w projekcie sprężyn

Wygląda na to, że produkcja sprężyn odpowiednich do użytku w turbinach poddawanych ekstremalnym warunkom nie jest łatwym zadaniem. Niestety, surowe warunki mogą również zużywać sprężyny. To powoduje, że sprężyny się zużywają i muszą być częściej zamieniane, co wiąże się z bardzo dużymi kosztami zarówno czasu, jak i pieniędzy. Często wymiana turbin prowadzi do większej konserwacji i drogich simplyfikacji.

Surowe warunki mogą również prowadzić do pęknięcia sprężyn. Zepsuta sprężyna może spowodować wyłączenie całego wirnika, co wymaga drogiego naprawienia i utraty produkcji energii. Dzięki temu inżynierzy kontynuują zwiększanie sztywności sprężyn. Wszystko, co mają, to sprężyna o mocniejszych ściankach, która jednak nie musi działać szybciej ani nic w tym rodzaju – po prostu będzie wytrzymywać więcej na dłuższych torach/cięzszych warunkach, aby wirniki mogły dalej działać.