تحلیل تنش دیسک ترمز توربین بادی مگاواتی در حالت ترمزگیری عادی و اضطراریمحمدجواد

در این مقاله توزیع تنش دیسک ترمز توربین بادی مگاواتی در دو حالت ترمزگیری عادی و اضطراری به صورت گذرا مورد تحلیل قرار گرفته است. در ترمزگیری عادی ابتدا ترمز آیرودینامیکی وارد عمل می‌شود و پس از کاهش سرعت دوران تا حد معین، ترمز مکانیکی وارد عمل شده و توربین را متوقف می‌کند. در حالت ترمزگیری اضطراری از همان سرعت بیشینه، ترمز مکانیکی به همراه ترمز آیرودینامیک وارد عمل می‌شود. برای تحلیل تنش از نرم‌افزار ANSYS12.1 استفاده شده است. دیسک به صورت سه بعدی در نرم‌افزاری شببه‌سازی شده و اثرات پارامترهای فشار لنت، گشتاور ترمزی، نیروی اصطکاک، سرعت دوران دیسک، زمان توقف و جنس دیسک در نظر گرفته شده است. کل انرژی تلف شده به صورت شار حرارتی روی سطح دیسک ترمز وارد می‌شود و سطوح دیگر در تماس با هوا هستند. در این پژوهش ابتدا توزیع دما محاسبه شده سپس به تحلیل تنش‌های حرارتی پرداخته شده است. همچنین به دلیل سرعت دورانی زیاد دیسک اثر تنش‌های گریز از مرکز در نظر گرفته شده است. اثرات تنش‌های مستقیم اعمال شده روی دیسک بر اثر فشار لنت به دلیل ناچیز بودن در مقابل تنش‌های حرارتی صرف‌نظر شده‌اند. در ترمزگیری عادی در کمتر 240° C و در ترمزگیری اضطراری دمای بیشینه به حدود 696° C می‌رسد که منجر به اعمال تنش‌های حرارتی بزرگی روی دیسک می‌شود که از مقدار تنش تسلیم ماده فراتر می‌رود

Keywords:

توربین باد , ترمز دیسکی , تنش حرارتی , ترمز اضطراری