تحقیق توربوماشینها 20ص ( ورد)

تحقیق توربوماشینها 20ص ( ورد)

فرمت فایل دانلودی: .zip
فرمت فایل اصلی: .doc
تعداد صفحات: 24
حجم فایل: 92 کیلوبایت
قیمت: 8500 تومان

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحه : 24 صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

1
‏مقدمه
‏برای آن که امتداد جریانی را منحرف کنیم یا سرعت آن را تغییر دهیم ، باید نیرویی به آن وارد کنیم . هنگامی که یک پره متحرک امتداد جریانی را منحرف می کند و مومنتم آن را تغییر می دهد ، نیرویی از پره به سیال ـ یا بعکس از سیال به پره ـ وارد می شود . با حرکت پره و جابجا شدن نیرو ، کار انجام می شود . اساس کار توربوماشین ها بر مبنای همین اصل است . پمپها ، دمنده ها و کمپرسورها بر روی سیال کار انجام می دهند و بر انرژی آن می افزایند . توربین های آبی ، گازی و بخاری انرژی سیال را می گیرند و به انرژی مکانیکی روی محور گردنده تبدیل می کنند . کوپلینگ سیالی و مبدل گشتاور ، متشکل از یک پمپ و یک توربین هستند و برای انتقال ملایم قدرت مکانیکی به کار می روند .
‏تبدیل انرژی در توربوماشین ها پیوسته است . درطراحی توربوماشین ها هم از تئوری بهره می گیرند و هم از آزمایش .
‏با کاربرد تئوری تشابه می توان از طرح ماشینی که دارای ابعاد و سرعت دورانی مشخصی است و کارآمد بودن خود را در عمل نشان داده است استفاده کرده ، ماشین های مشابه دیگری با ابعاد و سرعت های متفاوت طراحی نمود .
‏در این گزارش ابتدا تشابه هندسی و تشابه کاری توربوماشین ها را تعریف کرده ، روابط تشابه را به دست می آوریم . سپس تئوری کسکیدها و به دنبال آن تئوری توربوماشین ها را ارائه می دهیم . آنگاه به ترتیب به بررسی توربین های عکس العملی ، پمپها و دمنده ها ، توربین های ضربه ای و کمپرسورهای سانتریفوژ می پردازیم . در انتها نیز پدیده کاویتاسیون را شرح خواهیم داد .
‏ماشینهای مشابه ، سرعت مخصوص
‏دو توربو ماشین را درنظر بگیرید که دارای تشابه هندسی باشند یعنی با ضرب ابعاد هندسی یکی از آنها در عدد ثابتی ، ابعاد هندسی متناظر ماشین دیگربه دست آید . اگر این دو ماشین طوری کار کنند که خطوط جریان آنها نیز تشابه هندسی داشته باشند ، گوییم دو ماشین تشابه کاری دارند . در این صورت بین مشخصات کاری دو ماشین نیز تشابه وجود خواهد داشت . برای آنکه بتوانیم در طراحی یک توربوماشین نمونه از اطلاعات مربوط به مدل آن استفاده کنیم ،
‏بایستی مدل و نمونه علاوه بر تشابه هندسی ، تشابه کاری نیز داشته باشند . متأسفانه مجبوریم از اثرات لزجت صرف نظر کنیم ، زیرا عموما نمی توان هم دو شرط فوق الذکر را برقرار کرد و هم اعداد رینولدز مدل و نمونه را برابر نمود .
‏در صورتی که خطوط جریان در دو ماشین مشابه باشند ، دیاگرام سرعت ها در ورود به یا خروج از پروانه های دو ماشین مشابه خواهند بود . در شکل(1) دیاگرام سرعت ها در خروجی پروانه یک پمپ نشان داده شده است . حال با ‏ نشان می دهیم .‏ استفاده از این شکل ، شرط تشابه الگوی جریان را فرمول بندی می کنیم . زاویه پره را به
2
‏نشان می دهیم . سرعت مطلق سیال از جمعِ ‏ u‏ و سرعت محیطی پروانه را به v‏ سرعت سیال نسبت به پره را به
‏ نشان می دهیم . مولفه سرعت مطلق در امتداد شعاعیV‏ به دست می آید . سرعت مطلق سیال را به u‏ و v‏ برداری
‏ نشان می دهیم .‏ متناسب با دبی است . زاویه سرعت مطلق با سرعت محیطی را به Vr ‏نشان می دهیم . Vr ‏را به‏
‏ در آنها یکسان باشد و شرط تشابه کاری ایجاب می کند‏ شرط تشابه هندسی دو ماشین ایجاب می کند که زا ویه
‏ در آنها یکسان باشد . ‏ که زاویه
‏و دبی حجمی ‏ D‏، قطر پروانه N‏ در ماشین های مشابه را می توانیم بر حسب سر عت دورانی ‏ شرط برابری
‏بیان کنیم . Q‏ جریان
‏ . Vr‏ متناسب است با u‏ و V‏ متناسب است با Vr ‏ثابت ، ‏ است ، پس به ازای Vr = Vsin‏ ‏چون
‏ ‏را می توان به صورت زیر بیان کرد :‏ بنابراین شرط برابری
‏ متناسب است با Vr ‏، پس D2 ‏برابر است با دبی تقسیم بر سطح جریان . چون سطح جریان متناسب است با Vr
‏ .ND‏ متناسب است با u‏، پس N‏ متناسب است با ‏ و D‏ متناسب است با r‏ . چون r‏ برابر است با u ‏از طرفی
‏لذا رابطه فوق را می توان به صورت زیر بیان کرد :
‏این رابطه شرط تشابه کاری ماشین های مشابه است .
‏ بیان کنیم . برای این کار از فرمولA‏ و یک سطح مقطع مثل H‏ دبی ماشین های مشابه را می توانیم بر حسب ارتفاع
‏اریفیس یعنی :
Q = CdA
‏ برای ماشین های مشابه می توان نوشت :Cd ‏استفاده می کنیم . با ثابت فرض کردن
4
‏ با تغییر عدد رینولدز تغییر کمی می کند . به همین دلیل راندمان ماشین هایCd‏ است . البته D2 ‏ متناسب با A‏ زیرا
‏مشابه با ابعاد مختلف کمی متفاوت است . تغییر راندمان با تغییر عدد رینولدز را اثر مقیاس گویند . در ماشین های کوچکتر ، شعاع هیدرولیکی مجاری کوچکتر است ، لذا عدد رینولدز جریان کمتر است ، از این رو ضریب اصطکاک بزرگتر است و بنابراین راندمان کمتر می باشد . اختلاف راندمان مدل و نمونه می تواند 1تا 4 در صد باشد .
‏در تئوری تشابه از اثر مقیاس صرفنظر می شود و لذا برای تعیین راندمان نمونه از روی راندمان مدل باید از روابط تجربی استفاده کرد .
‏ از معادلات بالا به دست می آوریم :Q‏با حذف
‏ذیلا برای روشن تر شدن موضوع ، روابط تشابهی فوق را با استفادعه از آنالیز ابعادی به دست می آوریم .
‏ ‏به دست آوردن روابط تشابه با استفاده از آنالیز ابعادی‏
‏متغیرهای موثر در جریان تراکم ناپذیر در یک توربو ماشین عبارتند از : جرم مخصوص و لزجت سیال ، قطر و سرعت دورانی پروانه ، دبی ، ارتفاع و قدرت ماشین . رابطه بین متغیرها به صورت زیر قابل بیان است :
f
‏ را قرار داده ایم که معرف انرژی بر واحد جرم است . gH ‏که معرف انرژی بر واحد وزن است ، H‏ در این رابطه به جای
‏با انجام آنالیز ابعادی به دست می آوریم :
F() = 0
‏با چشم پوشی از اثرات لزجت می توانیم از عدد رینولدز صرفنظر کرده، بنویسیم :
F
‏گروه های بی بعد فوق به ترتیب ضریب دبی ، ضریب ارتفاع و ضریب قدرت نامیده می شوند . به طوری که دیدیم شرط تشابه کاری دو ماشین ، برابری ضریب دبی آنهاست . در آن صورت ضریب ارتفاع دو ماشین نیز برابر خواهد بود و همچنین ضریب قدرت آنها .
‏نمودارهایی که تغییرات ارتفاع ، قدرت و راندمان ماشین را در مقابل دبی نشان می دهند ، منحنی های مشخصه نامیده می شوند . با استفاده از روابط تشابه می توان منحنی های مشخصه یک ماشین را از روی منحنی های مشخصه ماشین مشابه دیگری با ابعاد و سرعت متفاوت به دست آورد . منحنی های مشخصه را می توان در دستگاه مختصات بی بعد را در
4
e‏ و ‏ را به عنوان محور افقی انتخاب کرده ، ‏ رسم کرد . برای این کار
‏مقابل آن رسم می کنند . با چشم پوشی از اثر مقیاس منحنی های مشخصه بی بعد برای تمام ماشین های مشابه یکسان است .
‏سرعت مخصوص
‏در انتخاب نوع توربو ماشین ها و در طراحی مقدماتی آنها به طور گسترده ای از یک پارامتر تشابهی به نام سرعت مخصوص استفاده می شود . سرعت مخصوص ، عددی است ثابت که برای ماشین های مشابه یکسان است . سرعت
‏ یک دسته پمپNs‏مخصوص پمپها و توربین ها را معمولا به صورت های متفاوتی تعریف می کنند . سرعت مخصوص
‏مشابه طبق تعریف عبارت است از سرعت پمپی از آن دسته که دارای چنان ابعادی باشد که دبی واحد را به ارتفاع واحد را حذف می کنیم :D‏ پمپاژ نماید . برای به دست آوردن فرمول سرعت مخصوص ، در معادلات فوق ،
‏ معرف سرعت دورانی پمپی خواهد بود H=1 ‏و Q=1‏ را از این رابطه حذف کنیم ، مقدار ثابت طرف دوم به ازای g‏اگر
‏که دبی واحد را به ارتفاع واحد پمپاژ می کند و این همان سرعت مخصوص است :
‏سرعت مخصوص در نقطه حداکثر راندمان تعریف می شود . یعنی در رابطه فوق مقادیر سرعت , دبی و ارتفاع مربوط به نقطه حداکثر راندمان هستند .
‏سرعت مخصوص بی بعد پمپها را به صورت زیر می توان تعریف کرد :
‏ ‏ سرعت زاویه ای بر حسب رادیان بر ثانیه است . سرعت مخصوص بی بعد مستقل از سیستم آحاد است .‏که در آن
‏سرعت مخصوص یک دسته توربین مشابه طبق تعریف عبارت است از سرعت توربینی که تحت ارتفاع واحد , توان واحد , پس می توان نوشت :QH‏ متناسب است با P‏ را تولید نماید . چون
‏ را حذف کنیم , به عبارت زیر می رسیم :Q‏ و D ‏اگر در معادلات فوق ,

 

پرداخت با کلیه کارتهای عضو شتاب امکان پذیر است.