تحلیل تنش سه بعدی پره های توربین جریان محوری

در این پژوهش، تحلیل مکانیکی بر پره روتور توربین جریان محوری یک موتور توربوجت انجام شده است. با تغییر زوایای لین و سوییپ به ترتیب در راستای محیطی و محوری، شکل های سه بعدی جدیدی برای این پره روتور پیشنهاد می شود. تحلیل تنش هرکدام از این پره های پیشنهادی انجام می شود تا حالتی که کم ترین تنش معادل در ریشه پره دارد مشخص گردد. تحلیل تنش پره تحت بارگذاری های حرارتی و مکانیکی شامل: سرعت دورانی و توزیع فشار در حالت پایا انجام گردیدهاست. محاسبات نشان می دهد که ماکزیمم تنش خمشی و کششی در ریشه پره به علت برخورد سیال و نیروی گریز از مرکز ایجاد می گردد. آنالیز مودال نیز فرکانس های طبیعی هر کدام از این پره ها را مشخص می کند. در هنگام عملکرد توربین اجتناب از رسیدن به این فرکانس ها لازم است. نتایج حاصل شده از این تحلیل، به مقایسه پره های جدید نسبت بهپره مرجع پرداخته شده است. دو پره که کمترین تنش معادل در ریشه پره دارد مشخص شده، یک پره از نظر شدت تنش در حالت بارگذاری کامل انتخاب گردید که این پره در دور طراحی ۰،۴۲ درصد افزایش راندمان و کاهش شدت تنش در ریشه پره به میزان ۳.۳ درصد برای یک پره توربین محوری حاصل شد، همچنین یک پره به میزان ۱۰،۸ درصد کاهش تنش در ریشه نسبت به پره مرجع مشخص گردید که تنها کاهش درصد تنش را دارا می باشد، ولی ۰،۰۲۳ درصد کاهش راندمان را به همراه دارد

Keywords:

تنش , توربین جریان محوری , زاویه لین , زاویه سوییپ , اجزا محدود , پره روتور