بررسی اثر ضخامت پوشش سد حرارتی بر روی فرکانس های طبیعی یک پره توربین گازی

یکی از راهکارهای افزایش راندمان توربین گازی، افزایش دمای محفظه احتراق میباشد. برای جلوگیری از خزش و خستگی، در قطعات بخش داغ توربین، که به علت دمای بالا ایجاد می شود از پوشش سد حرارتی استفاده میکنند. در این مقاله به بررسی اثر ضخامت پوشش سد حرارتی بر روی فرکانسهای طبیعی پره توربین گازی پرداخته میشود. ابتدا پره دارای پوشش سد حرارتی، به صورت یک تیر ساندویچی پنج لایه دوار مدلسازی شده و پس از محاسبه انرژی جنبشی و پتانسیل، به کمک اصل همیلتون معادله حاکم بر ارتعاشات آن استخراج میگردد. سپس فرکانسهای طبیعی سیستم با استفاده از روش نیمه تحلیلی ریلی-ریتز محاسبه شده و در انتها تاثیر ضخامت لایه ها بر روی سه فرکانس طبیعی اول مورد بررسی قرار میگیرد.نتایج نشان می دهد که با افزایش ضخامت لایه های سد حرارتی، فرکانس طبیعی کاهش و با افزایش ضخامت پره، فرکانس طبیعی افزایش می یابد. نتایج حا صل می تواند مند سان طراح را برای طراحی مناسب پره و انتخاب ضخامت پوشش سد حرارتی کمک کند.

Keywords:

توربین گازی , پوشش سد حرارتی , تیر ساندویچی , فرکانسهای طبیعی