مقاله در مورد طراحی و ساخت سیکل برایتون

اختصاصی از فی فوو مقاله در مورد طراحی و ساخت سیکل برایتون دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

 تعداد صفحه78

بخشی از فهرست مطالب

چکیده    .............................................................................................................................................. 1

مقدمه    .............................................................................................................................................. 2

فصل اول : کلیات موتورهای جت ........................................................................................  3

تاریخچه  ........................................................................................................................................... 6

نحوه کارکرد انواع موتورهای جت.................................................................................................  8

اجزای اصلی موتورهای جت .........................................................................................................    14

توربوشارژ............................................................................................................................................  17

فصل دوم : بررسی ترمودینامیکی سیکل برایتون و اجزای مکانیکی سیکل ......    20

چرخه برایتون: چرخه ایده آل برای موتورهای توربین گاز ...................................................... 21

اجزای چرخه برایتون ........................................................................................................................ 23

مفروضات هوا استاندارد  ..................................................................................................................    28

انحراف چرخه توربین گاز و واقعی از آنهایی که ایده آل............................................................  33

فصل سوم : نحوه طراحی موتور ............................................................................................. 35

انتخاب توربین .....................................................................................................................................   36

محفظه احتراق .................................................................................................................................... 41

روغن کاری ..........................................................................................................................................  43

سوخت ................................................................................................................................................... 44

جرقه ...................................................................................................................................................... 46

راه اندازی اولیه ................................................................................................................................... 47

لوله و نازل جت ..................................................................................................................................  48

جریان کمپرسور..................................................................................................................................   49

فصل چهارم : موتور طراحی شده.......................................................................................... 50

محفظه احتراق دولایه ......................................................................................................................   51

محفظه احتراق یک تکه ...................................................................................................................   62

منابع و ماخذ ......................................................................................................................................  68

چکیده:

با توجه به تحقیقات به عمل آمده، تا کنون در دانشگاه های داخل کشور طرح تحقیقاتی کمی در زمینه ساخت موتورهای آزمایشگاهی توربین گاز و توربوجت صورت پذیرفته ، البته ساخت این گونه موتورها در گرو داشتن دانش، تکنولوژی و امکانات و آزمایشگاه های پیشرفته ای است که تنها در اختیار تعداد بسیار محدودی از کشورها می باشد.  استفاده از توربوشارژرها یکی از مؤثرترین راه های راه اندازی توربین های گازی آزمایشگاهی می باشد . از آنجا که طراحی پره های توربین و کمپرسور و نحوه ساخت آنها فرایندی بسیار پیچیده و پرهزینه است ، لذا تعداد بسیار محدودی از کشورهای صنعتی دنیا قادر به ساخت آنها می باشند . به همین خاطر مناسب ترین گزینه ای که بتوان آنرا جایگزین کمپرسور و توربین در موتورهای توربین گازی نمود، توربوشارژرها می باشند . توربین گاز ساخته شده با توربوشارژر، همه مشخصه های معمولی توربین گاز را نشان می دهد و بستر مناسبی جهت انجام آزمایش و کسب تجربه در عملکرد موتورهای توربین گاز و توربوجت میباشد . توربین گازهای اولیه که با استفاده از توربوشارژر ساخته شدند ، عملکرد مناسبی نداشتند ولی امروزه با بهبود روند طراحی قسمت های مختلف سیکل کاری آنها ، عملکردی قابل قبول و مشابه توربین گازهای معمولی دارند .

مقدمه:

توربین گاز  موتوری است که از نظر مراحل و فازهای کاری مشابه موتورهای توربوجت معمولی می باشد اما به جهت صرفه جویی اقتصادی و کاهش بار طراحی و محدودیت های تکنیکی تولید پره توربین و کمپرسور از یک توربو‌شارژر تجاری مختص خودرو استفاده می شود . می توانیم با تغییر در ساختار یک موتور توربو شارژر و همچنین افزودن محفظه احتراق ؛ نوع سوخت رسانی ، نحوه هدایت و سرعت بخشیدن به کارکرد این نوع موتور، نیروی جلوبرندگی با فشار بالایی ایجاد کنیم.

در طراحی و ساخت موتور توربو شارژر جت، از قطعاتی نظیر محفظه احتراق، توربو شارژر، استارت و برق رسانی، شمع، سیستم سوخت رسانی، استفاده شده است. در این طرح از فن هوای توربوشارژر به عنوان کمپرسور و از پره دود به عنوان توربین موتور توربوجت استفاده می شود . با طراحی و ساخت محفظه احتراق مناسب و سیستم سوخت رسانی ، روغنکاری و خنک کاری لازم ، می توان این نمونه آزمایشی را در آزمایشگاه ترمودینامیک و انتقال حرارت و با توجه به پذیرش دانشجو در گرایشهای مختلف رشته هوافضا، در آزمایشگاه پیشرانش و احتراق مورد استفاده قرار داد . در صورتی که این طرح پارامترهای مورد نظر را برآورده کند ، می توان آنرا با بهینه سازی و انجام آزمایشات و بدست آوردن کارایی مناسب ، به عنوان موتور پیشران در هواپیماهای RPV و در کاربردهای مهندسی که در آنها در فضای کم به کار شفت نیاز است.

فصل اول : کلیات موتورهای جت

موتور جت نوعی موتور است که از شتاب دادن و تخلیه شاره برای ایجاد پیش‌رانش برپایه قانون سوم نیوتن استفاده می‌کند. با این تعریف گسترده موتورهائی مانند توربوجت و توربوفن و رام‌جت و موتور موشک ، گونه‌ای موتور جت به‌شمار می‌روند . ولی معمولاً منظور از موتور جت توربینی است که با بیرون‌دادن گاز داغ برای پیشرانش به‌کار می‌رود.

اصول پایه کارکرد این نوع موتورها تقریبا ساده است، هوا از طریق یک مجرای ورودی به بخش کمپرسور وارد شده و متراکم می‌شود، سپس هوای متراکم وارد محفظه احتراق شده و با اضافه شدن سوخت مشتعل می‌شود . گرمای ناشی از احتراق مخلوط هوا و سوخت باعث منبسط شدن و جریان یافتن آن به سمت انتهای موتور می‌گردد، این جریان منبسط شونده از میان یک سری پره‌های توربین عبور می‌کند که از طریق یک شفت به کمپرسور متصل شده‌اند . هوای منبسط شده ، توربین را به گردش در می‌آورد که در نتیجه باعث به حرکت در آمدن کمپرسور نیز می‌شود.

زمانی که هوای منبسط شونده بخش توربین را نیز پشت سر گذاشت با سرعتی بسیار بیشتر از زمانی که وارد موتور شده از آن خارج می‌شود که این تفاوت سرعت بین هوای ورودی و خروجی ، رانش مورد نیاز را ایجاد می‌کند . در واقع موتورهای توربو جت شتاب بسیار زیادی به حجم کمی از هوا می‌دهند. موتور جت یک موتور واکنشی است که سیال را بر اساس قانون سوم نیوتن با سرعت بالا به حرکت در می آورد.

به طور عمومی بیشتر موتورهای جت از نوع موتورهای احتراق درونی (internal combustion) هستند ولی انواع غیر درونی وجود دارد . در استفاده های عمومی لفظ "موتور جت" به یک توربین گازی که از داخل احتراق پیدا می کند اتلاق می شود ، موتوری که با یک متراکم کننده گردشی که از یک توربین نیرو می گیرد کار می کند . این موتورها اولین ساختاری بودند که در موتورهای جت به کار رفتند.

موتورهای جت بر عکس موتورهای پیستونی که در آنها نیروی محرکه از طریق یک پیستون که در یک سیلندر بالا و پایین می شود تأمین می شود ، با چرخش مداوم یک توربین و کمپرسور نیروی محرکه را تأمین می کنند . در نتیجه بازده بالاتر و صدای کمتری نسبت به موتورهای پیستونی تولید می کنند . موتورهای جت از سه قسمت اصلی تشکیل شده اند که عبارتند از کمپرسور،‌ محفظه ی احتراق و توربین.

توربین در قسمت انتهایی موتور قرار دارد که نیروی محرکه کمپرسور را از طریق یک یا چند میله(Shaft)  به کمپرسور منتقل می کند.

تاریخچه

موتور جت هواپیما که هواى داغ پرفشارى را تولید مى کرد توسط فرانک ویتل خلبان و مهندس هواپیماى انگلیسى اختراع شد و از این رو وى را پدر موتور جت مى نامند.

ویتل در سال 1907در شهر «کاونترى» به دنیا آمد . در سن 26 سالگى به عنوان خدمه پرواز در کران ول به نیروى هوایى سلطنتى انگلستان پیوست و در سال 1926با قبولى در معاینات پزشکى _ خلبانى به دانشکده نیروى هوایى سلطنتى راه یافت . او به عنوان یک خلبان بى پروا شهرتى بسزا به دست آورد و در سال 1928 تز فوق لیسانسش با عنوان «پیشرفت هاى آتى در طراحى هواپیما» که در آن راجع به امکان نفوذ راکت به هواپیما بحث شده بود را به رشته تحریر درآورد.