پیش بینی عمر خزش-خستگی تیغ متحرک ردیف اول توربین گازی سولار

توربین های بازی امروزه در سطح دنیا با سرعت قابل توجهی وارد مدار تولید می گردند و مزایای فراوان آن ها سبب گردیده است که همواره مورد توجه صنایع مختلف قرار گیرند. مکانیزم های آسیب تیغه های ثابت و متحرک این توربین ها شامل خزش ، بستگی و یا تلفیقی از آن ها است که به جوانه زنی و رشد ترک منتهی می شوند. در پژوهش حاضر تخمین عمر ترک یک تیغه متحرک ردیف اول توربین گازی سولار از جنس سوپر آلیاژ پایه نیکل IN738LC انجام گردد که در این زمینه از تحلیل اجزاء محدود استفاده می گردد. تحلیل ها بر اساس سرعت دورانی 15٬000 دور در دقیقه (شرایط بحرانی بار کامل توربین) و با توجه به میدان های دما و فشار حاصل از جریان سیال و نیروهای گریز از مرکز انجام می گردند. مدل هندسی تیغه به روش اسکن سه بعدی آماده شده و ترک در منطقه بحرانی آن از لحاظ تنش مقابل اعمال می گردد. با تحلیل ترک تیغه در محیط نرم افزار آباکوس به روش XFEM ، عمر رشد ترک خستگی بر اساس قانون رشد ترک پاریس و خواص مربوط به آن محاسبه می شود. ایمقطع بحرانی تیغه به ازای سرعت دورانی 15٬000 دور بر دقیقه، گل منطبق بر لبه فرار تیغه در محل اتصال ایرفویل به ریشه با عمر نهایی 15٬221 ساعت (761 چرخه) تعیین شد. این نتیجه به دست آمد که برخلاف جوانه زنی و ترک که به طور عمده تحت تأثیر خزش اتفاق می افتد، هر دو پدیده خزش و خستگی در رشد ترک دخالت دارند.

Keywords:

تیغ متحرک ردیف اول , تحلیل ترک XFEM , روش اجزاء محدود , تخمین عمر ترک , قانون