گزارش کار آموزی در مورد صنعت ساخت موتورهای توربینی

گزارش کار آموزی در مورد صنعت ساخت موتورهای توربینی

۹ صفحه word |فونت tahoma سايز ۱۲| قابل اجرا در آفيس ۲۰۰۷ و نسخه هاي جديدتر|قابل ويرايش و آماده چاپ

بخشي از تحقيق

شکل کار موتور جت – موتور جت نیز همچون موتور پیستونی دارای سیکل کاری بوده و نیاز به Compression و Combustion  و Intake exhaust دارد، با این تفاوت که سیکل کار موتور پیستونی منقطع (Intermittent) بوده در حالیکه سیکل موتور جت پیوسته Continuous است و همین پیوستگی سیکل دلیل اصلی قدرت بیشتر موتور جت نسبت به موتور پیستونی در شرایط برابر است.

اگر توجه کنید به هنگام احتراق در موتور جت چون مسیر باز است افزایش در انرژی حاصل از احتراق به صورت انبساط و افزایش سرعت (Kinetic Energy) و نه افزایش فشار صورت می پذیرد. بنابراین در موتور جت احتراق در فشار ثابت بر اساس Bray ton Cycle صورت می پذیرد.

؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟

محاسبه Thrust

گفتیم که موتور جت بر اساس اصل سوم نیوتن نیروی Thrust را تولید می کند یعنی نیرویی به سمت عقب بر هوا وارد کرده و عکس العمل این نیرو برای ما Thrust را فراهم می آورد و باز می دانیم که طبق اصل دوم مکانیک F=ma و نیز W=mg یا  . بنابراین با استفاده از حقایق فوق می توان به ترتیب زیر اقدام به نوشتن فرمول Thrust که بر دو نوع است نمود.

  • Net Thrust – این نوع Thrust به حالتی اطلاق می شود که هوای ورودی به موتور سرعت داشته  و به عبارت دیگر تقریباً می شود گفت موتور در حرکت باشد. در این صورت فرمول آن به دو شکل زیر خواهد بود:

وقتی که Jet Nozzle در حالت Choke نباشد

؟؟؟؟؟؟؟؟

وقتی که Jet Nozzle در حالت Choke باشد

؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟

در فرمول های فوق  وزن هوای ورودی به موتور بر حسب (Lbs/sec) و  سرعت گازهای خروجی در (ft/sec) Jet Nozzle و  سرعت هوای ورودی فشار استاتیک اتمسفر بر حسب Psi هست. ضمناً در داخل موتور Fuel به هوا افزوده می شود ولی به دلیل فشارهای داخل موتور از وزن Fuel صرف نظر می گردد.

  • (Fg)Gross Thrust – حالتی است که سرعت هوای ورودی به موتور (Va) صفر بوده یعنی در واقعی موتور در حالت سکون باشد پس

حالتی که Jet Nozzle در حالت Choke نباشد

؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟

حالتی که Jet Nozzle در حالت Choke باشد

؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟

این نوع Thrust در Test Stand به وسیله ی دستگاه قابل اندازه گیری است ولی در حین پرواز چنین محاسبه ای امکان پذیر نبوده و از نشان دهنده

EPR=Engine Press . Ratio استفاده می شود.

=ratio between jet pipe total Press. To intake total Press.  = EPR

Thrust Horse Power – همان طور که می دانیم Thrust  نیروست و واحد آن پوند (۱b) است در حالی که Power کار انجام شده در واحد زمان بوده و واحد آن اسب بخار است. حال اگر بخواهیم رابطه ی بین آن دو را بدانیم از فرمول زیر استفاده می شود

؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟

مثال – هواپیمایی با سرعت ۷۵۰ مایل در ساعت در حال پرواز بوده و موتور آن ۴۰۰۰ پوند Thrust تولید می کند. THP آن چقدر است؟

؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟

Factors Affecting Thrust

برای بحث در مورد عوامل موثر بر نیروی جلو برنده لازم است که فرمول کلی آن ؟؟؟؟؟ را نوشته و از طریق آن عوامل موثر را بررسی کنیم.

  • (Vj)Jet Nozzle Velocity – همان طوری که از فرمول دیده می شود افزایش Vj (در حد مجاز) باعث افزایش Thrust می گردد.
  • (Va)Inlet air velocity – همان طور که مشهود است افزایش Va باعث کاهش Thrust می شود.
  • Ram Effect – اگر دقت کنیم هر چه سرعت هواپیما بیشتر شود mass هوای ورودی به موتور افزایش یافته پس Thrust افزایش می یابد که این عامل را Ram Effect گویند. از طرفی قبلاً دیدم که طبق فرمول افزایش Va باعث کاهش Thrust می شود. پس این دو عامل با یکدیگر مقابله کرده و در سرعت های بالای mph 350 تاثیر مثبت Ram Effect تاثیر منفی Va (Va Effect) را جبران می کند. دیاگرام ذیل روند این تغییرات را در ارتفاعات مختلف به خوبی نشان می دهد.
  • RPM– واضح است که Thrust با RPM رابطه ی مستقیم داشته ولی این رابطه خطی نبوده و طبق تصویر مقدار افزایش در دورهای بالا به مراتب بیشتر از دورهای پایین است.

در اینجا تغییرات Thrust با RPM را در مورد دو موتور معروف یکی JT9D که بر روی بوئینگ ۷۴۷ سوار بوده و دیگری موتور قدیمی JT3D که بر روی ۷۰۷ و به نظر شما می رسانم که به خوبی موید گفته های فوق است. لازم به یادآوری است که این مقادیر مربوط به سطح دریا تحت شرایط استاندارد یعنی دمای F 59 و فشار ۹۲ و ۲۹ اینچ جیوه می باشند. JT9D-7AH

؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟

۴- تاثیر عوامل جوی- همان طوری که از فرمول دیده می شود جرم هوا (m) تاثیر مستقیم بر Thrust دارد و هر عامل جوی که روی m اثر گذارد بر Thrust نیز همان اثر را خواهد گذاشت. مثلاً اگر فشار هوا زیاد شود Density هوا و در نتیجه m افزایش یافته و T نیز افزایش می یابد. بالعکس اگر درجه حرارت هوا افزایش یابد Density هوا کاهش یافته (رقیق تر) و در نتیجه m کاهش یافته و باعث کاهش T خواهد شد. پس در تابستان که هوا گرم است موتور جت Thrust کمتری نسبت به زمستان تولید می نماید.

  • Attitude Effect – تاثیر ارتفاع بر Thrust موتور در واقع تابع تغیرات Air Density می باشد. پس با افزایش ارتفاع چون فشار کم می شود دانسیته نیز کاهش یافته پس Thrust نیز کاهش می یابد. ولی چون تا حدود ۳۶۰۰۰ پا درجه ی حرارت نیز کاهش می یابد، آن کاهش تا حدودی کاهش دانسیته (P) را خنثی کرده ، پس کاهش Thrust از ۳۶۰۰۰ پا به بعد شدیدتر می شود.
  • Humidity – در موتورهای پیستونی با افزایش رطوبت هوا از قدرت تولیدی آنها کاسته شده و مقدار این کاهش تا ۷ درصد نیز می رسد. دلیل این مسئله این است که در این موتورها رطوبت هوا باعث Rich شدن مخلوط گشته و راندمان موتور را کاهش می دهد. ولی در موتورهای جت چنین نیست چون در این موتورها از ۱۰۰% هوای ورودی فقط ۲۵% صرف احتراق گشته و بقیه ۷۵% به مصرف Cooling می رسد. بنابراین وجود رطوبت در هوا تاثیری در فرایند احتراق نداشته پس بر Thrust حاصله می شود گفت تاثیری ندارد.

 

«جهت دانلود فایل اینجا را کلیک نمایید.»

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

83 − = 82