تحقیق تحلیل ارتعاشات آزاد پره توربینهای گازی به منظور جلوگیری از خستگی دور بالا 10 ص

تحقیق تحلیل ارتعاشات آزاد پره توربینهای گازی به منظور جلوگیری از خستگی دور بالا 10 ص

فرمت فایل دانلودی: .zip
فرمت فایل اصلی: .doc
تعداد صفحات: 10
حجم فایل: 605 کیلوبایت
قیمت: 8000 تومان

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحه : 10 صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

‏تحلیل ‏ارتعاشات ‏آزاد ‏پره ‏توربینهای ‏گازی ‏به ‏منظور ‏جلوگیری ‏از ‏خستگی
‏دور ‏بالا
‏چکیده
‏خستگی ‏دور ‏بالا ‏یکی ‏از ‏عوامل ‏اصلی ‏بروز ‏خرابی ‏در ‏پره ‏های ‏توربینهای ‏گازی ‏م ‏یباشد ‏که ‏از ‏یکسو ‏باعث ‏کاهش ‏میزان
‏دسترسی ‏و ‏قابلیت ‏اطمینان ‏نیروگاههای ‏گازی ‏شده ‏و ‏از ‏سوی ‏دیگر ‏باعث ‏تحمیل ‏هزینه ‏جایگزینی ‏پره ‏ها ‏به ‏بخش
‏نگهداری ‏و ‏تعمیرات ‏این ‏نیروگاهها ‏م ‏یگردد. ‏ارتعاشات ‏بالای ‏پره ‏توربین ‏م ‏یتواند ‏تنشهای ‏دینامیکی ‏بالاتر ‏از ‏حد ‏مجاز
‏تولید ‏کند ‏که ‏باعث ‏ایجاد ‏خستگی ‏دور ‏بالا ‏می ‏گردند. ‏با ‏بررسی ‏ارتعاشات ‏پره ‏توربین ‏می ‏توان ‏از ‏بروز ‏پدیده ‏تشدید
‏جلوگیری ‏نمود ‏و ‏ارتعاشات ‏پره ‏توربین ‏را ‏در ‏حد ‏قابل ‏قبولی ‏نگه ‏داشت. ‏در ‏این ‏مقاله ‏روشی ‏جدید ‏برای ‏آنالیز ‏مودال
‏پر ‏ههای ‏توربین ‏ارائه ‏شده ‏است. ‏در ‏روش ‏معمول ‏از ‏داده ‏های ‏تست ‏مودال ‏پره ‏در ‏حالت ‏گیردار، ‏برای ‏روزآمد ‏کردن
‏مدل ‏اجزاء ‏محدود ‏استفاده ‏م ‏یگردد. ‏سپس ‏مدل ‏تحلیلی ‏روزآمد ‏شده ‏در ‏شرایط ‏کاری ‏پره ‏تحلیل ‏می ‏گردد. ‏در ‏این
‏مقاله ‏با ‏ارائه ‏چند ‏مثال ‏نشان ‏داده ‏شده ‏است ‏که ‏داد ‏ههای ‏تست ‏بدست ‏آمده ‏از ‏این ‏روش ‏از ‏دقت ‏مناسبی ‏برخوردار
‏نیستند. ‏در ‏روش ‏پیشنهادی ‏در ‏این ‏مقاله ‏از ‏داده ‏های ‏تست ‏در ‏حالت ‏آزاد ‏برای ‏روزآمد ‏کردن ‏مدل ‏تحلیلی ‏استفاده
‏گردیده ‏است. ‏در ‏ادامه ‏کارایی ‏این ‏روش ‏برای ‏تحلیل ‏مودال ‏پره ‏توربین ‏ثابت ‏گردیده ‏است.
‏واژ ‏ههای ‏کلیدی: ‏تست ‏مودال - ‏روش ‏اجزا ‏محدود - ‏روزآمد ‏کردن ‏مدل - ‏پره ‏توربین
‏١- ‏دانشیار ‏٢- ‏دانشجوی ‏کارشناسی ‏ارشد ‏٣- ‏دانشجوی ‏دکترا
‏١- ‏مقدمه
‏خرابی ‏پ‏ر‏ههای ‏توربین ‏گازی ‏از ‏یک ‏سو ‏باعث ‏کاهش ‏میزان ‏دسترسی ‏به ‏نیروگاهها ‏برای ‏تولید ‏برق ‏شده ‏و ‏از ‏سوی ‏دیگرباعث ‏تحمیل ‏هزینه ‏تعمیر ‏و ‏جایگزینی ‏پره ‏ها ‏به ‏گردانندگان ‏این ‏نیرو ‏گاهها ‏میگردد، ‏بگونه ‏ای ‏که ‏هزینه ‏جایگزینی ‏پره ‏های‏ ‏توربینهای ‏گازی ‏قسمت ‏عمد ‏های ‏از ‏هزینه ‏تعمیرات ‏و ‏نگهداری ‏نیر ‏وگا ‏ههای ‏گازی ‏را ‏تشکیل
‏م‏یدهد. ‏عوامل ‏مختلفی ‏در ‏خرابی
‏پر ‏ههای ‏توربین ‏های ‏گازی ‏دخیل ‏هستند ‏که ‏مهمترین ‏آنها ‏عبارتند ‏از: ‏الف) ‏خستگی ‏که ‏شامل ‏خستگی ‏دور ‏بالا
(High Cycle Fatigue‏۱] ‏م ‏یباشد ‏و ‏ب) ‏خزش[ ‏۵]. ‏اما ‏زمانی ‏که -‏۴] (Low Cycle Fatigue) ( ‏و ‏خستگی ‏دور ‏پایین‏ ‏توربین ‏در ‏محدوده ‏رزونانس ‏کار ‏کند ‏مهمترین ‏عامل ‏خرابی ‏پر ‏ههای ‏توربین ‏خستگی ‏دور ‏بالا ‏خواهد ‏بود.
‏پر ‏هها ‏و ‏دیسکهای ‏توربینهای ‏گازی ‏به ‏علت ‏امکان ‏وقوع ‏تشدید ‏در ‏دور ‏کاری ‏توربین ‏و ‏هارمون‏ی‏کهای ‏آن ‏در ‏معرض
‏خستگی ‏دور ‏بالا ‏م‏یباشند. ‏پدیده ‏تشدید ‏باعث ‏افزایش ‏تنش ‏های ‏دینامیکی ‏م‏یگردد ‏که ‏عامل ‏اصلی ‏بروز ‏پدیده ‏خستگی ‏دوربالا ‏م‏یباشد. ‏از ‏اینرو ‏بررسی ‏ارتعاشات ‏و ‏تنش ‏در ‏اکثر ‏قطعات ‏توربین ‏های ‏گازی ‏مرحل‏ه ‏های ‏حیاتی ‏در ‏فرایند ‏طراحی ‏و ‏ساخت‏ ‏توربین ‏محسوب ‏م ‏یگردد، ‏تا ‏اطمینان ‏حاصل ‏گردد ‏که ‏فرکا ‏ن‏سهای ‏طبیعی ‏قطعات ‏در ‏محدوده ‏مشخصی ‏قرار ‏م ‏یگیرد. ‏علاوه ‏بر
‏این ‏عوامل ‏دیگری ‏همچون ‏خطاهای ‏ساخت، ‏سایش ‏و ‏خوردگی ‏م ‏یتواند ‏باعث ‏تغییر ‏در ‏مشخصات ‏مودال ‏پر ‏هها ‏گردد. ‏همچنین
‏تغییراتی ‏که ‏ممکن ‏است ‏در ‏فرایند ‏مهندسی ‏معکوس ‏در ‏پر ‏هها ‏ایجاد ‏شود ‏نیز ‏م ‏یتواند ‏باعث ‏بروز ‏پدیده ‏تشدید ‏گردد.
‏روش ‏معمول ‏برای ‏تحلیل ‏مودال ‏پره ‏های ‏توربین ‏بدین ‏ترتیب ‏است ‏که ‏پره ‏در ‏فیکسچر ‏ثابت ‏می ‏شود ‏و ‏تست ‏مودال ‏انجام
‏م ‏یگیرد. ‏سپس ‏به ‏کمک ‏نتایج ‏بدست ‏آمده ‏از ‏تست ‏مدل ‏اجزاء ‏محدود ‏روزآمد ‏م ‏یگردد. ‏در ‏این ‏مقاله ‏روشی ‏جدید ‏برای ‏تحلیل
‏مودال ‏پر ‏ههای ‏توربین ‏ارائه ‏شده ‏است. ‏در ‏این ‏روش ‏بجای ‏تست ‏مودال ‏پره ‏در ‏حالت ‏گیردار ‏پره ‏در ‏حالت ‏آزاد ‏تست ‏م ‏یشود.
‏مزیت ‏استفاده ‏از ‏این ‏روش ‏این ‏است ‏که ‏نیاز ‏به ‏فیکسچر ‏ندارد ‏و ‏داد ‏ههای ‏بدست ‏آمده ‏دقیقتر ‏هستند ‏و ‏نویز ‏کمتری ‏دارند.
‏سپس ‏مدل ‏اجزاء ‏محدود ‏که ‏آن ‏هم ‏در ‏حالت ‏آزاد ‏تحلیل ‏شده ‏رو ‏زآمد ‏م ‏یگردد. ‏سپس ‏به ‏سادگی ‏م ‏یتوان ‏مدل ‏اجزاء ‏محدود ‏را
‏در ‏نر ‏مافزار ‏مربوطه ‏گیردار ‏نمود ‏و ‏فرکانسهای ‏طبیعی ‏پره ‏را ‏بدست ‏آورد. ‏در ‏نتیجه ‏با ‏استفاده ‏از ‏این ‏روش ‏علاوه ‏بر ‏صرفه ‏جویی
‏در ‏وقت ‏و ‏هزینه ‏م ‏یتوان ‏نتایج ‏دقیقتری ‏را ‏بدست ‏آورد. ‏برای ‏اثبات ‏کارایی ‏این ‏روش، ‏باید ‏برای ‏مدل ‏بدست ‏آمده ‏دو ‏معیار ‏زیر
‏ارضا ‏گردد:
‏یعنی ‏اختلاف ‏نتایج ‏بدست ‏آمده ‏از ‏تحلیل ‏و ‏تست ‏در ‏محدوده (Reliability) ‏۱- ‏مدل ‏م ‏یبایست ‏دارای ‏دقت ‏مطلوب ‏باشد
‏قابل ‏قبولی ‏واقع ‏گردد.
‏یعنی ‏با ‏تغییر ‏شرایط ‏کاری ‏مدل ‏بدست ‏آمده ‏باید ‏همچنان ‏از (Robustness) ‏۲- ‏مدل ‏بدست ‏آمده ‏م ‏یبایست ‏مقاوم ‏باشد
‏دقت ‏کافی ‏در ‏پیش ‏بینی ‏رفتار ‏پره ‏برخوردار ‏باشد.
‏بدین ‏منظور ‏در ‏این ‏مقاله ‏در ‏ابتدا ‏نمونه ‏نتایج ‏چند ‏پره ‏که ‏به ‏روش ‏متداول ‏تحلیل ‏مودال ‏شد ‏هاند، ‏آمده ‏است. ‏سپس ‏یکی
‏از ‏این ‏پر ‏هها ‏با ‏روش ‏ذکر ‏شده ‏روزآمد ‏شده ‏است ‏و ‏با ‏مقایسه ‏نتایج ‏بدست ‏آمده ‏کارایی ‏این ‏روش ‏اثبات ‏شده ‏است.
‏۲- ‏نتایج ‏تجربی ‏و ‏تحلیل ‏عددی
‏تجربه ‏نشان ‏داده ‏است ‏که ‏بکارگیری ‏تست ‏مودال ‏و ‏تحلیل ‏اجزاء ‏محدود ‏در ‏کنار ‏هم ‏بهترین ‏روش ‏برای ‏تحلیل ‏مودال
‏پر ‏ههای ‏توربین ‏گازی ‏م ‏یباشد [ ‏۶]. ‏با ‏استفاده ‏از ‏تست ‏مودال ‏می ‏توان ‏اطلاعات ‏ارزشمندی ‏را ‏از ‏رفتار ‏پر ‏ههای ‏توربین، ‏با ‏دقتی
‏نسبتًا ‏بالا ‏و ‏هزینه ‏ای ‏کم ‏بدست ‏آورد. ‏ولی ‏دقت ‏این ‏داد ‏هها ‏به ‏شدت ‏تحت ‏تأثیر ‏شرایط ‏تکیه ‏گاهی ‏م ‏یباشد، ‏در ‏حالی ‏که
‏مدلسازی ‏این ‏شرایط ‏و ‏حتی ‏اندازه ‏گیری ‏میزان ‏لقی ‏تکی ‏هگاه ‏به ‏سختی ‏امکان ‏پذیر ‏م ‏یباشد. ‏لقی ‏تکی ‏هگاه ‏از ‏یک ‏سو ‏باعث
‏م ‏یگردد ‏که ‏سختی ‏سازه ‏کاهش ‏یابد ‏و ‏فرکان ‏سهای ‏طبیعی ‏انداز ‏هگیری ‏شده ‏کمتر ‏از ‏مقدار ‏واقعی ‏باشند ‏و ‏از ‏سوی ‏دیگر ‏سبب
‏م ‏یگردد ‏رفتار ‏سیستم ‏غیر ‏خطی ‏گردد. ‏با ‏روش ‏اجزاء ‏محدود ‏نیز ‏می ‏توان ‏پره ‏را ‏در ‏شرایط ‏کاری ‏آن ‏مدل ‏کرد ‏و ‏عواملی
‏همچون ‏تأثیرات ‏دما ‏و ‏سخت ‏شدگی ‏حاصل ‏از ‏تنش ‏را ‏در ‏تحلیل ‏مودال ‏در ‏نظر ‏گرفت.
‏برای ‏یافتن ‏فرکان ‏سهای ‏طبیعی ‏پره ‏به ‏روش ‏تجربی ‏با ‏چکش ‏ضرب ‏های ‏به ‏پره ‏توربین ‏وارد ‏شده ‏و ‏پاسخ ‏پره ‏توربین ‏به ‏ضربه
‏با ‏استفاده ‏از ‏سنسورهای ‏نصب ‏شده ‏روی ‏آن ‏انداز ‏هگیری ‏م ‏یگردد. ‏سنسورهای ‏بکار ‏رفته ‏از ‏نوع ‏شتا ‏بسنج ‏پیزوالکتریک
‏م ‏یباشند. ‏همچنین ‏در ‏چکش ‏سنسوری ‏نصب ‏شده ‏است ‏که ‏مقدار ‏نیرو ‏را ‏اندازه ‏گیری ‏م ‏یکند. ‏برای ‏یافتن ‏فرکانس ‏های ‏طبیعی
‏و ‏میرایی ‏زدن ‏یک ‏ضربه ‏گرفتن ‏پاسخ ‏آن ‏کافی ‏است. ‏اما ‏برای ‏تحلیلهای ‏پیشرفته ‏تر ‏و ‏روزآمد ‏کردن ‏مدل ‏تحلیلی ‏نیاز ‏به ‏شکل
‏مدها ‏م ‏یباشد. ‏برای ‏بدست ‏آوردن ‏شکل ‏مدها ‏م ‏یبایست ‏شتاب ‏سنج ‏در ‏یک ‏نقطه ‏ثابت ‏شده ‏و ‏در ‏نقاط ‏دیگر ‏به ‏پره ‏ضربه ‏زد، ‏و
‏یا ‏در ‏یک ‏نقطه، ‏پره ‏را ‏تحریک ‏کرد ‏و ‏شتا ‏بسنج ‏را ‏در ‏نقاط ‏مختلف ‏قرار ‏داد.
‏آزمایش ‏ها ‏برای ‏شرایط ‏تکی ‏هگاهی ‏گیردار ‏برای ‏سه ‏نمونه ‏پره ‏انجام ‏شده ‏است. ‏دو ‏پره ‏اول ‏به ‏لحاظ ‏شکل ‏کام ‏ً ‏لا ‏مشابه ‏بوده
‏و ‏تنها ‏جنس ‏آنها ‏متفاوت ‏م ‏یباشد. ‏پره ‏اول ‏نمونه ‏اصلی ‏م ‏یباشد ‏و ‏پره ‏دوم ‏از ‏طریق ‏مهندسی ‏معکوس ‏طراحی ‏و ‏ساخته ‏شده
‏ساخته ‏و ‏تحلیل ‏شد (‏شکل ‏۱). ‏نتایج ‏تست ‏مودال ‏و ‏تحلیل ‏اجزاء Ansys ‏است. ‏همچنین ‏مدل ‏سه ‏بعدی ‏این ‏پر ‏هها ‏در ‏نر ‏مافزار
‏محدود ‏این ‏دو ‏پره ‏و ‏میزان ‏خطای ‏بین ‏نتایج ‏به ‏ترتیب ‏در ‏جدول ( ‏۱) ‏و ‏جدول ( ‏۲) ‏آمده ‏است
.
‏
‏خطا
(Hz) ‏فرکانسهای ‏طبیعی ‏تحلیلی
‏فرکانسهای ‏طبیعی ‏تجربی
‏شماره ‏مد
‏۱/‏۰%
‏۷۴۸
‏۷۵۶
‏۱
‏۱۳/‏۴%
‏۲۰۳۷
‏۱۷۹۶
‏۲
‏۲۲/‏۲%
‏۲۷۲۸
‏۳۵۰۵
‏۳
‏۲/‏۸%
‏۴۴۰۸
‏۴۲۹۰
‏۴
‏
‏
‏خطا
(Hz) ‏فرکانسهای ‏طبیعی ‏تحلیلی
‏فرکانسهای ‏طبیعی ‏تجربی
‏شماره ‏مد
‏۱۱/‏۸%
‏۷۰۶
‏۸۰۰
‏۱
‏۴/‏۶%
‏۱۹۰۷
‏۱۸۲۴
‏۲
‏۲۱/‏۱%
‏۲۶۵۰
‏۱۸۲۴
‏۳
‏۰/‏۵%
‏۴۲۱۱
‏۴۲۳۴
‏۴
‏
‏برای ‏ارزیابی ‏میزان ‏تأثیر ‏شرایط ‏مرزی ‏در ‏کیفیت ‏نتایج ‏تست ‏مودال، ‏تست ‏مودال ‏برای ‏پره ‏سوم ‏در ‏دو ‏شرایط ‏مرزی
‏گیردار ‏و ‏آزاد ‏انجام ‏گرفت. ‏شکل ( ‏٢) ‏نشان ‏دهنده ‏شرایط ‏مرزی ‏این ‏پره ‏در ‏دو ‏آزمایش ‏صورت ‏گرفته ‏م ‏یباشد. ‏در ‏حالت ‏گیردار
‏یبایست ‏قبل ‏از ‏انجام ‏تست ‏اطمینان ‏حاصل ‏گردد ‏که ‏فرکانس ‏های ‏طبیعی ‏تک‏ی‏ه گاه ‏از ‏فرکانس ‏های ‏طبیعی ‏پره ‏به ‏اندازه ‏کافی‏ ‏بزرگتر ‏هستند، ‏تا ‏نتایج ‏بدست ‏آمده ‏از ‏فرکان ‏سهای ‏طبیعی ‏تکی ‏هگاه ‏تأثیر ‏نپذیرد، ‏بگون ‏های ‏که ‏شرط ‏صلب ‏بودن ‏تکی ‏هگاه ‏موجب
‏اختلاف ‏نتایج ‏تست ‏و ‏تحلیل ‏اجزاء ‏محدود ‏نگردد. ‏برای ‏شبی ‏هسازی ‏شرایط ‏آزاد، ‏از ‏سیمی ‏برای ‏آویزان ‏کردن ‏پره ‏استفاده ‏شده
‏است. ‏فرکانسهای ‏طبیعی ‏سیم ‏باید ‏حتی ‏المقدور ‏پایین ‏باشد ‏تا ‏تداخلی ‏با ‏فرکانسهای ‏طبیعی ‏پره ‏پیش ‏نیاید. ‏همچنین ‏پره ‏باید
‏به ‏گونه ‏ای ‏آویزان ‏گردد ‏که ‏در ‏جهت ‏اعمال ‏ضربه ‏و ‏دریافت ‏پاسخ ‏بتواند ‏آزادانه ‏حرکت ‏کند
.
( ‏برای ‏مقایسه ‏کیفیت ‏نتایج ‏بدست ‏آمده ‏یک ‏نمونه ‏از ‏پاسخهای ‏فرکانسی ‏پره ‏در ‏دو ‏شرایط ‏تکی ‏هگاهی ‏در ‏شکلهای ( ‏٤،٣
‏نشان ‏داده ‏شده ‏است. ‏بوضوح ‏م ‏یتوان ‏مشاهده ‏نمود ‏که ‏کیفیت ‏سیگنال ‏بدست ‏آمده ‏در ‏شرایط ‏آزاد، ‏در ‏محدوده ‏فرکانسی ‏قابل
‏قبول ‏مشخص ‏شده ‏در ‏کاتالوگ ‏سنسور، ‏بهتر ‏از ‏سیگنال ‏بدست ‏آمده ‏از ‏شرایط ‏گیردار ‏م ‏یباشد. ‏فرکانسهای ‏طبیعی ‏بدست ‏آمده
‏برای ‏پره ‏سوم ‏در ‏شرایط ‏گیردار ‏در ‏جدول ( ‏٣) ‏و ‏برای ‏شرایط ‏آزاد ‏در ‏جدول ( ‏٤) ‏آمده ‏است. ‏نتایج ‏بدست ‏آمده ‏از ‏این ‏سه ‏پره ‏در
‏٢٢ ‏م ‏یباشد. ‏در ‏حالی ‏که / ‏٩ ‏و ‏حداکثر % ‏٢ / ‏حالت ‏گیردار ‏نشان ‏م ‏یدهد ‏که ‏اختلاف ‏میان ‏مدل ‏تحلیلی ‏و ‏تست ‏بطور ‏متوسط % ‏٨
‏٢ ‏م ‏یباشد. ‏با ‏مقایسه ‏نتایج ‏بدست / ‏٢ ‏و ‏حداکثر ‏آن % ‏٩ / ‏میانگین ‏خطا ‏برای ‏شرایط ‏تکی ‏هگاهی ‏آزاد ‏برای ‏چهار ‏مد ‏اول ‏آن % ‏٣٥

 

پرداخت با کلیه کارتهای عضو شتاب امکان پذیر است.

دانلود تحقیق و پاورپوینت