Проектування та функціонування кілець дузів у сучасних турбінах

Турбіни — це унікальні пристрої, які здатні виробляти електрику з високотемпературного пару або газу. Турбіни знаходяться багато де: на електростанціях, які виробляють електроенергію, у літаках, що летять високо над небом, і у човнах, що рухаються по водному шляху. Соплове кільце: Це дуже важлива частина сучасних турбин. Бо саме вони... соплове кільце в турбонаддуві від O.B.T є ключовими для плавного потоку газу або пару через турбіну та її роботи.

Важливість соплових колець для турбин

Кольцеві розсіпники є важливими, оскільки вони допомагають регулювати, як гарячі гази або пар проходять через турбіну. Такий контроль необхідний, оскільки турбіни створені для перетворення енергії з газу або пару у механічну потужність, яка може бути все, що потрібно для створення руху. Коли газ або пар добре текуть, ми отримуємо більше потужності від цієї турбіни, і саме цього ми й намагаємося досягти.

Розсіпники також важливі, оскільки вони захищають лопатки турбіни. Ці Комплектуючі турбіни лопатки - це компоненти, які збирають енергію з газу або пару. Розсіпники забезпечують те, що гарячий газ або пар напрямляються до лопаток у керованому і безпечному режимі. Якщо потік не буде достатньо контролюватися, це в кінці-решті призведе до шкоди для лопаток, оскільки вони будуть витерті швидше. Цей витрим та знос можуть призвести до того, що турбіна буде працювати менш ефективно, ніж повинна, що означає, що потрібно буде ремонт, що є дорогим та часовим.

Таємниця кращих розсіпників

Покращення способу роботи сопелевих кілець можливе за допомогою декількох методів. Існує декілька способів цього, одним із варіантів є зміна форми і розміру сопла. Відповідно спроектоване і правильно розмірене сопло може значно покращити потік газу або пару при його проходженні через цю турбіну. Сопло ідеально має бути спроектоване так, щоб поступово змінювати свою геометрію, щоб забезпечити мінімальну зміну довжини у діапазоні функцій та швидкостей, які виконуються. Турбуленція, коли потоки газу або пару стають хаотичними; Зміни тиску, які можуть зруйнувати робочу систему.

Матеріал, з якого виготовлена нозлова диадема, також може бути важливим фактором. Вона також повинна бути достатньо міцною, щоб не ламатися під високими температурами і тиском газу або пару при його протиску через турбіну. Також вона повинна бути витривлою до изношу і корозії, це значить, що вона не розпадається чи не пошкоджується з часом. Крім іншого, ідеально було б використовувати матеріали, які забезпечують довгий термін служби нозлових диадем і правильне виконання ними своєї функції.

Як нозлові диадеми керують потоком?

Вони відповідають за керування потоком газу або пару всередині турбіни. Вони спроектовані для того, щоб діяти як нозли, які напрямлюють потік газу або пару на лопатки турбіни точним і контролюваним чином. Ці поради дуже корисні, оскільки вони запобігають швидкому зносу лопаток. Це призводить до зниження ефективності виходу турбіни разом з необхідністю більшої обслуговування, коли лопатки витривають.

Не тільки насадкові кольця напрямляють потік, але й використовуються для зменшення турбулентності і падіння тиску в газі або парі. Зменшення турбулентних явищ і змін тиску дозволяє турбіні більш ефективно використовувати енергію. У виробництві електроенергії ми хочемо безперешкодного потоку газу або пару через турбіну, щоб витягти більше енергії, і саме тут лежить проблема.

Покращені насадкові кольця з новими матеріалами

Сучасні матеріали можуть значно покращити ефективність насадкових колець. Кераміка - це один з дуже хороших матеріалів. Кераміка має чудову стійкість до зносу і корозії - вона набагато довше тримається при жорстких умовах. Насправді, вона може використовуватися при високих температурах і тиску, що робить її хорошим матеріалом для використання в турбонасадковому кольці . 

Третім сучасним матеріалом є композити на металевій основі. Металево-матричні композити з високопродуктивними наповнювачами-волокнами. Ця суміш може покращити стійкість і незмінність кола дюз, забезпечуючи тривалість. Вони також можуть надавати властивості стiйкості до зношення та корозії для кола дюз, що є критичним для довготривалої ефективності турбіни.

Покращена технологія турбін

Чотири особи пояснюють, що існує декілька нових технологій, доступних для покращення дизайну та продуктивності дюзового кільця. Прикладом нової технології є 3D-друкування. 3D-друкування дозволяє інженерам створювати дуже складні або неможливі форми та дизайни за допомогою традиційних методів виробництва. Це дозволяє створювати більш складні та високорозвинені дизайни, які можуть покращити продуктивність турбіни.

Метод обчислювальної динаміки рідин (CFD) є іншим важливим інструментом. За допомогою потужних комп'ютерних симуляцій цих шаблонів потоку методи CFD виявляють, як газ або пар проходять через турбіну. Інженери можуть підвищити ефективність турбіни, вивчаючи цей потік та проектуючи своє кольце дузель відповідно. Це надзвичайно важлива технологія, оскільки за її допомогою збираються дані, необхідні для детального аналізу та налагодження, що може призвести до кращого виробництва енергії.

Підсумовуючи, кольцеві розгортки є ключовим продуктом для кожного сучасного турбодизайну. Вони призначені для оптимізації потоку газу або пару через турбіну, захищають лопатки від пошкоджень і збільшують ефективність. Ураховуючи елементи дизайну, наприклад: кольцева розгортка за формою і розміром, ми можемо зосередитися на цьому, щоб покращити її, використовуючи нові матеріали або застосувавши деякі концепції, такі як 3D друкування та комп'ютерна динаміка рідин. Це призведе до кращої роботи турбіни, яка буде виробляти більше енергії і матиме широке застосування у багатьох промислових галузях та додатках.