یادداشت مطالعه صنعت چرخ توربین

به دلیل افزایش تقاضا برای راندمان موتورهای دیزلی، توربوشارژرها در معرض دماهای بالاتری قرار می گیرند. در نتیجه سرعت روتور و گرادیان دما در عملیات گذرا شدیدتر است و در نتیجه تنش های حرارتی و گریز از مرکز افزایش می یابد.

برای تعیین دقیق تر چرخه عمر توربوشارژرها، دانش دقیق توزیع دمای گذرا در چرخ توربین ضروری است.

اختلاف دمای زیاد در توربوشارژرها بین توربین و کمپرسور منجر به انتقال حرارت از توربین در جهت محفظه یاتاقان می شود. راه حل دقیق تری با محاسبه سیال در ابتدای فرآیند خنک سازی مورد بررسی با حل موقت تمام معادلات به دست آمد. نتایج این رویکرد به خوبی با اندازه‌گیری‌های حالت گذرا و پایدار مواجه شد و رفتار حرارتی گذرا جسم جامد را می‌توان با دقت بازتولید کرد.

از سوی دیگر، در سال 2006 دمای گاز تا 1050 درجه سانتیگراد در موتورهای بنزینی رسیده بود. به دلیل دمای بالاتر ورودی توربین، خستگی ترمومکانیکی بیشتر مورد توجه قرار گرفت. در سال‌های گذشته چندین مطالعه مرتبط با خستگی ترمومکانیکی در توربوشارژرها منتشر شد. بر اساس میدان دمایی پیش‌بینی‌شده عددی و اعتبارسنجی شده در چرخ توربین، محاسبات تنش انجام شد و مناطق با تنش حرارتی بالا در چرخ توربین شناسایی شدند. نشان داده شده است که بزرگی تنش حرارتی در این مناطق می‌تواند در همان محدوده بزرگی تنش گریز از مرکز به تنهایی باشد، به این معنی که تنش ناشی از حرارت را نمی‌توان در فرآیند طراحی یک چرخ توربین شعاعی نادیده گرفت.

https://www.syuancn.com/aftermarket-komatsu-turbine-wheel-ktr130-product/

مرجع

Ayed، AH، Kemper، M.، Kusterer، K.، Tadesse، H.، Wirsum، M.، Tebbenhoff، O.، 2013، "بررسی های عددی و تجربی رفتار حرارتی گذرا یک شیر بای پس بخار در دمای بخار فراتر از بخار 700 درجه سانتیگراد، ASME Turbo Expo GT2013-95289، سن آنتونیو، ایالات متحده آمریکا

R., Dornhofer, W., Hatz, A., Eiser, J., Böhme, S., Adam, F., Unselt, S., Cerulla, M., Zimmer, K., Friedemann, W., Uhl, «Der neue R4 2,0l 4V TFSI-Motor im Audi A3», 11. Aufladetechnische Konferenz, درسدن، 2006