โลหะผสมนิกเกิล Haynes 230 UNS N06230 แท่งและเหล็กกล้าไร้รอยต่อสำหรับท่อนำผ่านสมรรถนะสูง

วิดีโอ

ส่วนการเปลี่ยนผ่าน: สะพานเชื่อมสำคัญที่เชื่อมต่อระหว่างห้องเผาไหม้และกังหัน

รูปทรงของส่วนเปลี่ยนผ่านมักจะเป็นท่อที่เปลี่ยนแปลงอย่างค่อยเป็นค่อยไป พื้นที่หน้าตัดของมันจะเพิ่มขึ้นทีละน้อยจากคอมเพรสเซอร์ไปยังห้องเผาไหม้ เนื่องจากความเร็วและแรงดันของกระแสอากาศที่出口ของคอมเพรสเซอร์มีค่าสูง จำเป็นต้องลดความเร็วของกระแสอากาศโดยการเพิ่มพื้นที่หน้าตัด เพื่อให้กระแสอากาศสามารถผสมกับเชื้อเพลิงได้ดียิ่งขึ้นและเผาไหม้อย่างมั่นคงในห้องเผาไหม้ ความยาวของมันจะแตกต่างกันไปตามการออกแบบโดยรวมและความต้องการด้านสมรรถนะของกังหันแก๊ซ โดยทั่วไปแล้ว การออกแบบความยาวควรคำนึงถึงการเปลี่ยนผ่านของกระแสอากาศอย่างสม่ำเสมอและการลดการสูญเสียแรงดันให้น้อยที่สุด

เนื่องจากส่วนของการเปลี่ยนผ่านต้องทนต่ออุณหภูมิและความดันสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งส่วนการเปลี่ยนผ่านจากช่องเผาไหม้ออกไปยังเทอร์ไบน์ ซึ่งจะต้องเผชิญกับการกัดกร่อนของแก๊สเผาไหม้ที่มีอุณหภูมิสูง ดังนั้นจึงมักใช้วัสดุโลหะผสมที่ทนความร้อนได้สูง เช่น โลหะผสมฐานนิกเกิล ในกระบวนการผลิตอาจเกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีการหล่อแบบแม่นยำเพื่อให้มั่นใจว่าพื้นผิวด้านในเรียบและลดแรงเสียดทานของกระแสอากาศ นอกจากนี้ ส่วนของการเปลี่ยนผ่านบางส่วนอาจใช้การออกแบบช่องระบายความร้อนภายใน เพื่อลดอุณหภูมิของชิ้นส่วนโดยการนำอากาศเย็นเข้ามา เพื่อรับประกันความสมบูรณ์ของโครงสร้างและการทำงานที่คงที่ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง

ระหว่างการเปลี่ยนผ่านจากคอมเพรสเซอร์ไปยังห้องเผาไหม้ หน้าที่หลักคือการปรับความเร็วและความดันของกระแสอากาศ ความเร็วของกระแสอากาศที่出口ของคอมเพรสเซอร์มีค่าสูง ในขณะที่ห้องเผาไหม้ต้องการกระแสอากาศที่มีความเร็วต่ำกว่าเพื่อให้มั่นใจว่าจะมีการผสมกันอย่างเพียงพอและการเผาไหม้อย่างเสถียรของเชื้อเพลิงและอากาศ ส่วนของการเปลี่ยนผ่านลดความเร็วของกระแสอากาศและความดันจะเปลี่ยนแปลงตามลำดับ เพื่อให้ตรงกับข้อกำหนดของทางเข้าห้องเผาไหม้ผ่านพื้นที่ภาคตัดที่เปลี่ยนแปลงอย่างค่อยเป็นค่อยไป จากห้องเผาไหม้ไปยังเทอร์ไบน์ ส่วนของการเปลี่ยนผ่านต้องทำให้ก๊าซที่มีอุณหภูมิสูงและเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงเข้าสู่เทอร์ไบน์อย่างสม่ำเสมอ เพื่อให้มั่นใจว่าเทอร์ไบน์สามารถสกัดพลังงานจากก๊าซได้อย่างมีประสิทธิภาพ  

การออกแบบส่วนเปลี่ยนผ่านมีความสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่ากระแสอากาศไหลอย่างสม่ำเสมอ ในกังหันแก๊ซ การผสมของเชื้อเพลิงและอากาศในห้องเผาไหม้และการทำงานของก๊าซในกังหันต้องการการกระจายกระแสอากาศที่สม่ำเสมอ กระแสอากาศที่ไม่สม่ำเสมออาจนำไปสู่ปัญหา เช่น การเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ การเกิดความร้อนสูงในบางจุด หรือแรงที่ไม่สมดุลบนใบพัดกังหัน ส่วนเปลี่ยนผ่านช่วยนำกระแสอากาศให้ไหลอย่างสม่ำเสมอผ่านโครงสร้างภายในพิเศษ เช่น เหล็กนำทางและรูปร่างผนังที่ค่อยเป็นค่อยไป ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของระบบกังหันแก๊ซทั้งหมด

ส่วนที่เป็นช่องเปลี่ยนผ่านระหว่างห้องเผาไหม้และเทอร์ไบน์มีผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการทำงานของเทอร์ไบน์ หากส่วนช่องเปลี่ยนผ่านไม่สามารถนำแก๊สความร้อนสูงเข้าสู่เทอร์ไบน์ได้อย่างสม่ำเสมอ ใบพัดของเทอร์ไบน์จะถูกกระทำด้วยแรงดันความร้อนและแรงกลที่ไม่สม่ำเสมอ ซึ่งจะไม่เพียงแต่ลดประสิทธิภาพของเทอร์ไบน์ แต่ยังอาจทำให้เกิดความเสียหายกับใบพัดของเทอร์ไบน์และลดอายุการใช้งานของก๊าซเทอร์ไบน์ อีกทั้ง การสูญเสียแรงดันในส่วนช่องเปลี่ยนผ่านยังส่งผลกระทบต่อแรงดันก๊าซที่ทางเข้าเทอร์ไบน์ ซึ่งจะส่งผลต่อความสามารถในการทำงานของเทอร์ไบน์