工業用ガスタービンブレードの分析

発売日:2021-08-31

1。 INTRODUCTION

     の近代産業におけるガスタービンの最も一般的なアプリケーションの2がガスターボ発電機やガスターボコンプレッサーです。ガスターボ発電機タービン発電プラントで発電機があり、電気を生成する発電機は、ガスタービンである原動機を必要とします。ガスタービンは、機械的エネルギーに(例えば、天然ガス)燃料中の化学エネルギーを変換します。タービン出口軸によって生成された機械的エネルギーは発電軸にギヤボックスを介して転送されます。電気のこのタイプは、一般的に、燃料ガスの化学エネルギーを変換する。ステップ-UP変圧器が使用される高電圧に変換し、電圧の低いまたは中レベルを有している

IN現代のガスタービン機械的エネルギーに燃料がガスタービンの燃焼室内で燃焼されるべきです。空気は、空気取入口を通ってガスタービンにさせ、天然ガスの適切な量と混合されます。空気とガスの比率は、ガスの特定の発熱量、空気の質、海面からの水分及び高度の量に基づいて決定されます。点火システムは、必要な熱を提供する最初の火花を作ります。火災燃焼室中で安定化されると、点火システムがシャットダウンされています。ガスタービン性能の最も重要なプロセスは、燃焼を管理し、高-pressure排気ガスの適切な量を生成することです。この排気ガスは、タービンブレードを回転させ、その後、タービンシャフトを回転させるタービンに供給されます。空気は、スクリーニング、濾過、入口空気のための基本的な最初のステップである、燃焼プロセスに影響を与える、あるいは全体的な性能を低下させるシステムに害を与えることができる汚染する傾向があります。空気と燃料のドラフト圧力及び温度も適切な器具の助けを借りて監視される。

はブレードのマルチstagesを含む軸流圧縮機は、タービン入口軸に放射状に取り付けられた-のタービン空気圧縮機。タービンブレードのための2つの材料があった select、広範な調査の際ED及び高温、高周​​波及び高回転刃に最も適したことが見出されました。材料は、インコネル718とTi-6Al-4Vです。ブレードの設計SolidWorksの2019で行われ、ANSYS 2019及び2020で分析

1.png

2た。 Analysis

\\タービンブレードのnAnalysisがANSYS 2019及び2020で行われるブレードを3500rpmで分析され、分析を通して一定に保ちます。分析手順の基本ステップは、メッシュを定義しています。メッシングのための方法が四面体です。その後、境界条件が追加されます。材料の特性表 1で述べたように、ソフトウェアで定義されている-

Fig2.png1:メッシュ型タービンブレードのモデル-

2.1 SteadySTATE熱分析-

の初期温度、ルート温度、タービンブレードの温度を23として定義されている℃、300℃および1200℃それぞれインコネル718およびTi6Al-4V合金の両方のために。 。チタン-6Al4Vの総熱流束

3.png---:結果は、総熱流束と方向の熱流束


Fig
2の点です


Fig4.png3:Tiの-6Al-4Vための指向性熱流束-


Fig5.png4 :インコネル718の総熱流束-

Fig6.png5:インコネル718-

2.2 Modalための指向性熱流束分析

のチタン6Al-4Vためモード解析からの全変形は99.174Hz、241.11Hz、411.​​66HZで行われる周波数100.14Hz、246.11Hz、419.76Hzに及びインコネル718のために確立されている。-

Fig7.png6:100.14HzでのTi-6Al-4Vの総変形- 

8.png  Fig 7:Tiの-6Alの総変形\\ 246.11Hzでn4V--

Fig8:419.76HzでのTi9.png6Al-4Vの総変形--

Fig9:99.174Hzにおけるインコネル718の総変形10.png-


Fig10:総241.11Hzにおけるインコネル718のための変形11.png-

Fig11:でインコネル718の総変形411.66Hz12.png-



3た。

 RESULTS


3.1

は定常 STATE熱分析ショー最大総熱流束のためのTI6Al-4V-

の結果があることが3.9184 Wmm2そして、最大の方向熱流束は3.8969 W-mm2されるように。 100.14Hz、246.11Hz、419.76Hzにモーダル解析からの全変形は、それぞれ18.6ミリメートル、18.748ミリメートル、23.164ミリメートルである。//

  は   

  3.2   Inconel 718は定常

STATE熱分析ショー最大総熱流束のための

結果がために6.5502 Wmm2と最大指向性熱流束は6.5124 W-mm2されるように。 99.174Hz、241.11Hz、411.​​66Hzにモーダル解析からの全変形は、それぞれ13.657ミリメートル、13.775ミリメートル、16.83ミリメートルである。//

13.png

14.png

15.png


4た。

 CONCLUSIONS

ITは、両方の材料は、かなりの結果を与えることが上記の結果から結論付けることができます。全熱流が低いインコネル718合金のそれよりも40%程度です。したがって、Tiの

6Al4V材料は、これら2つの材料のためにインコネル718よりも優れている、すべての3つのモードの合計変形が増加しています。しかし、チタン-6Al-4V、インコネル718と同様に、ほぼ同じ周波数でますます小さくなっています。他の材料については、インコネル718は、より良い選択です。--




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