عنوان آزمایش:تاسسیسات توربو پمپ
هدف آزمایش:شناسایی و کاربرد پمپ سانتریفوژ و رسم منحنی مشخصه آنها در شرایط مختلف
فرمت:ورد
توضیحات:توربو پمپ وسیله ای است که با ایجاد فشار لازم به کمک عمل گریز از مرکز برای انتقال سیالات از نقطه ای به نقطه دیگر به کار می رود .
زمانی که مردم درباره خودروهای مسابقه ای یا موتورهایی با بازدهی و عملکرد بالا صحبت می کنند معمولاً بحث توربوشارژرها مطرح می شود. توربوشارژرها همچنین در موتورهای دیزلی بزرگ نیز استفاده می شوند.
توربوشارژر یک کمپرسور می باشد که توان خروجی موتورهای احتراق داخلی را در اثر افزایش میزان جرم هوا و سوخت ورودی به موتور افزایش می دهد. یکی از مزایای بزرگ توربوشارژرها آن است که افزایش قدرت خروجی موتور آنها در مقایسه با وزن آنها بسیار ناچیز است و این یکی از دلایلی است که باعث شده توربوشارژرها تا این اندازه محبوب و معروف گردند
10 صفحه
قالب word
نوع فایل: word
قابل ویرایش 96 صفحه
چکیده:
با توجه به اهداف ارتقاء عملکردی موتورهای گوناگون همچون کاهش مصرف سوخت، آلایندگی، وزن و حجم و افزایش توان و گشتاور خروجی؛ استفاده از سیستمهای جانبی همچون راهکارهای طراحی داخلی این گونه موتورها بسیار مورد توجه واقع شده است.یکی از این سیستمهای جانبی، سیستم توربوشارژر می باشد که سریعا در موتورهای اشتعال تراکمی بدلیل نحوه عملکرد آنها تاثیرات خود را به نمایش گذارد و هم اکنون با پیشرفت توان طراحی در موتورهای اشتعال جرقه ای نیز به کار می رود.
*این پروژه شامل سه بخش اصلی می باشد:
1- بررسی و تحلیل عملی سیستم توربوشارژر و سوپر شارژر و اجزاء اصلی آنها
2- بررسی و تحلیل تئوری سیستم توربوشارژر و سوپر شارژر و نحوه مدلسازی و ارائه یک مدل نمونه
3- بحث ونتیجه گیری و پیشنهادجهت تحقیقت آتی
در بخش اول طرز کار دو سیستم توربو شارژر و سوپرشارژر و اجزاء اصلی همچون توربین وکمپرسور به طور کامل توضیح داده شده است.
در بخش دوم نحوه مدلسازی یک سیستم توربوشارژ شده و در پایان نیز یک مدل نمونه ونتایج حاصله از آن ارائه گردیده است.
در بخش سوم بحث و نتیجه گیری صورت گرفته و نیز پیشنهاداتی جهت تحقیقات آتی ذکر شده است.
مقدمه:
تاریخچه توربوشارژر:
اولین توربوشارژر توسط دکتر آلفرد بوچی در سوئیس در بین سالهای 1909 تا 1912 طراحی و ساخته شد. دکتر بوچی مدیریت مهندسی مرکز تحقیقات برادران سالزر را بر عهده داشت و درسال 1915 اولین نمونه یک موتور دیزل توربوشارژر شده را عرضه کرد، ولی ایدة او چندان در آن زمان مورد توجه قرار نگرفت.. در طول جنگ جهانی اول برای نخستین بار از توربوشارژرها در هواپیما استفاده شد که موتور آنها طبق اصول موتورهای اتومبیل کار می کرد. مشکل اصلی در هواپیما زمانی بود که هواپیما در ارتفاع زیاد با هوای رقیق تر برخورد می کرد و دبی هوای ورودی به موتور کاهش می یافت، با نصب توربوشارژرها این مشکل حل شد. توربوشارژرها جهت مکش هوا به داخل موتور از کمپرسور استفاده می کنند و کمپرسور شرایط مناسبی را جهت انجام فرایند احتراق فراهم می کند.
کمپانی گرت مابین سالهای 1940تا1950 اقدام به ساخت توربو شارژرهای مختص استفاده در صنایع نیروگاهی جهت توربین های گازی نمود .
اولین خودروهای سبک سواری توربو بودند که برای بازار آمریکا در سالهای 1962 و 1963 ساخته شدند و عدم قابلیت اطمینان به این محصولات سبب محو شدن سریع آنها از بازار شد.
فهرست مطالب:
بخش اول:
بررسی و تحلیل عملی توربو شارژر و سوپر شارژ
تاریخچه توربوشارژر
توربو شارژر چیست؟
نحوه عملکرد توربو شارژر
اجزای اصلی توربو شارژر
توربین ها
کمپرسورها
نکاتی در مورد طراحی توربوشارژر
1-تقویت بیش از انذازه
2-پدیده ئ پس افت
3-مکانیزم کنترل توربین گاز
4-مکانیزم کولر داخلی
مزایای سیستم توربوشارژر
معایب سیستم توربوشارژر
سوپرشارژر
انواع سوپرشارژر
مزایای سوپرشارژر
تفاوت بین توربوشارژر و سوپرشارژر
منابع ومراجع
بخش دوم
بررسی وتحلیل تئوری توربوشارژر و سوپرشارژر
روش های افزایش توان
روابط بنیادی
کمپرسورها
توربین ها
مدل سازی موتورهای توربوشارژر شده
منابع و مراجع
یادداشت
بخش سوم
بحث و نتیجه گیری و پیشنهاد جهت تحقیقات آتی
بحث و نتیجه گیری
پیشنهاد جهت تحقیقات آتی
یادداشت
فهرست شکل:
بخش اول
شکل(الف-1) :تاریخچه توربوشارژر
شکل(الف-2) :طرز کار موتور اتوموبیل
شکل(الف-3): نحوه عملکرد توربوشارژر
شکل(الف-4) : نحوه اتصال توربین به کمپرسور
شکل(الف-5) : نحوه رچخش توربین ،مکش و ارسال هوا توسط کمپرسور
شکل(الف-6) : یاتاقان بندی شفت و مدار روغنکاری آن
شکل(الف-7) : توربین
شکل(الف-8) : شماتیک توربین جریان شعاعی
شکل(الف-9) : شماتیک توربین جریان محوری
شکل(الف-10) : شماتیک کمپرسور گریز از مرکز
شکل(الف-11) : نمونه ای از توربوشارژر کوچک
شکل(الف-12): بوگاتی خودروی افسانه ای
شکل(الف-13): توربوشارژر ترتیبی
شکل(الف-14): اینتر کولر و نحوه قرار گیری آن در سیستم
شکل(الف-15): فورد رنجر بایک سوپرشارژر زیر کاپوت
شکل(الف-16): هورد پیک آپ دهه ئ 1940 با یک سوپر شارژر روتز
شکل(الف-17): سوپر شارژر روتز
شکل(الف-18): سوپرشارژر دو پیچی
شکل(الف-19): سوپرشارژر مرکز گریز
شکل(الف-20): خودروی سوپر دار
شکل(الف-21): سیستم ابتدایی برای یک هواپیما همراه یک سوپرشارژر مرکز گریز
شکل(الف-22): تفاوت بین توربو شارژر و سوپرشارژر
بخش دوم
شکل(1-1):پیکربندی سیستمهای توربوشارژر سوپرشارژر
شکل(2-1): دیاگرام آنتالپی-آنتروپی برای کمپرسور
شکل(2-2): دیاگرام آنتالپی-آنتروپی برای توربین
شکل(3-1): کمپرسورهای با جابه جایی ثابت
شکل(3-2): منحنی عملکری کمپرسور باپره های لغزنده
شکل(3-3): شماتیک کمپرسورهای سانتری فوز
شکل(3-4): دیاگرام آنتالپی-آنتروپیبرای جریان در کمپرسور سانتری فوز
شکل(3-5): دیاگرام سرعت در ورودی و خروجی کمپرسور
شکل(3-6):شماتیک منحنی کارایی کمپرسور
شکل(3-7): کارایی واقعی کمپرسور توربوشارژر
شکل(4-1): دیاگرام جهت نمایش میزان انرژی موجود در گاز اگزوز
شکل(4-2): شماتیک توربین با جریان شعاعی
شکل(4-3)(الف): دیاگرام آنتالپی-آنتروپی برای توربین شعاعی
شکل(4-3ب):دیاگرام های سرعت برای ورودی و خروجی توربین
شکل(4-4): منحنی کارایی توربین جریان شعاعی که نشانگر خطوط سرعت اصلاح شده
شکل(4-5): منحنی کارایی توربین جریان شعاعی که نشانگر دبی جرمی اصلاح شده
شکل(4-6): شماتیک توربین جریان محوری یک مرحله ای
شکل(4-7): دیاگرام سرعت در ورودی و خروجی توربین
شکل(4-8): مشخصه های عملکردی توربین محوری
شکل(4-9): منحنی کارایی توربین جریان محوری ،نسبت به فشار بر حسب دبی جرمی
شکل(4-10): خطوط عملکردی توربو شارژر در حالت پایداربه صورت خطوط ثابت
دسته بندی : فنی مهندسی _ مکا نیک
فرمت فایل: 
حجم فایل: (در قسمت پایین صفحه درج شده)
تعداد صفحات فایل: 188
فروشگاه کتاب : مرجع فایل
قسمتی از محتوای متن Word
دینامیک سیالات در توربو ماشین ها
مقدمه:
در طراحی کنونی توربو ماشینها، و بخصوص برای کاربردهای مربوط به موتورهای هواپیما، تاکید اساسی بر روی بهبود راندمان موتور صورت گرفته است. شاید بارزترین مثال برای این مورد، «برنامه تکنولوژی موتورهای توربینی پر بازده مجتمع» (IHPTET) باشد که توسط NASA و DOD حمایت مالی شده است.
هدف IHPTET، رسیدن به افزایش بازده دو برابر برای موتورهای توربینی پیشرفته نظامی، در آغاز قرن بیست و یکم می باشد. بر حسب کاربرد، این افزایش بازده از راههای مختلفی شامل افزایش نیروی محوری به وزن، افزایش توان به وزن و کاهش معرف ویژه سوخت (SFC) بدست خواهد آمد.
وقتی که اهداف IHPTET نهایت پیشرفت در کارآیی را ارائه می دهد، طبیعت بسیار رقابتی فضای کاری کنونی، افزایش بازده را برای تمام محصولات توربو ماشینی جدید طلب می کند. به خصوص با قیمتهای سوخت که بخش بزرگی از هزینه های مستقیم بهره برداری خطوط هوایی را به خود اختصاص داده است، SFC، یک فاکتور کارایی مهم برای موتورهای هواپیمایی تجاری می باشد.
اهداف مربوط به کارایی کلی موتور، مستقیما به ملزومات مربوط به بازده آیرودینامیکی مخصوص اجزاء منفرد توربو ماشین تعمیم می یابد. در راستای رسیدن به اهداف مورد نیازی که توسط IHPTET و بازار رقابتی به طور کلی آنها را تنظیم کرده اند، اجزای توربو ماشینها باید به گونه ای طراحی شوند که پاسخگوی نیازهای مربوط به افزایش بازده، افزایش کار به ازای هر طبقه، افزایش نسبت فشار به ازای هر طبقه، و افزایش دمای کاری، باشند.
بهبودهای چشمگیری که در کارایی حاصل خواهد شد، نتیجه ای از بکار بردن اجزایی است که دارای خواص آیرودینامیکی پیشرفته ای هستند. این اجزا دارای پیچیدگی بسیار بیشتری نسبت به انواع قبلی خود هستند که شامل درجه بالاتر سه بعدی بودن، هم در قطعه و هم در شکل مسیر جریان می باشد.
میدان های جریان مربوط به این اجزا نیز به همان اندازه پیچیده و سه بعدی خواهد بود. از آنجایی که درک رفتار پیچیده این جریان، برای طراحی موفق چنین قطعاتی حیاتی است، وجود ابزارهای تحلیلگر کارآتری که از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) بهره می برند، در پروسه طراحی، اساسی می باشد.
در گذشته، طراحی قطعات توربو ماشین ها با استفاده از ابزارهای ساده ای که بر اساس مدلهای جریان غیر لزج دو بعدی بودند کفایت می کرد. اگرچه با روند کنونی به سمت طراحی ها و میدانهای جریان پیچیده تر، ابزارهای پیشین دیگر برای تحلیل و طراحی قطعات با تکنولوژی پیشرفته مناسب نیستند. در حقیقت جریانهایی که با این قطعات برخورد می کنند، به شدت سه بعدی (3D)، ویسکوز، مغشوش و اغلب با سرعت ها ، در حد سرعت صوت می باشند. این جریان های پیچیده، قابل فهم و پیش بینی نیستند، مگر با بکار بردن تکنیک های مدلسازی که به همان اندازه پیچیده هستند. برای پاسخگویی به نیاز طراحی چنین قطعاتی، ابزارهای CFD پیشرفته ای لازم است که قابلیت تحلیل جریانهای سه بعدی، لزج و در محدوده صوتی، مدل سازی اغتشاش و انتقال حرارت و برخورد با پیکربندی های هندسی پیچیده را داشته باشد. علاوه بر این، جریانهای گذرا (ناپایا) و تعامل ردیفهای چندگانه تیغه ها باید مورد ملاحظه قرار گیرد.
هدف این فصل این است که بازنگری مختصری از مشخصات جریان در انواع مختلف قطعات توربوماشینها ارائه داده و نیز خلاصه ای از قابلیتهای تحلیلی CFD که مورد نیاز برای مدل کردن چنین جریانهایی هستند را بیان کند.
این باید به خواننده، درک بهتری در مورد تاثیر جریان بر طراحی چنین اجزایی و میزان کارایی مدل سازی مورد نیاز برای آنالیز اجزاء بدهد. تمرکز بر روی کاربردهای موتورهای هواپیما خواهد بود، ولی دهانه های ورودی، نازلها و محفظه های احتراق مورد توجه خواهند بود. به علاوه یک بررسی از هر دو گرایش طراحی قطعات و ابزارهای تحلیل CFD را شامل می شود. به علت پیچیدگی این موضوعات، تنها یک بحث گذرا ارائه خواهد شد. اگرچه مراجع فراهم شده اند تا به خواننده اجازه دهد این مباحث را با جزئیات بیشتر جستجو کند.
ویژگیهای میدان های جریان در توربو ماشین ها:
در این قسمت از فصل، خصوصیات اولیه میدانهای جریان توربو ماشینها بررسی خواهد شد. اگرچه بحث اساسا کاربرد موتورهای هواپیما را مورد توجه قرار خواهد داد، ولی بسیاری از خصوصیات جریان برای توربو ماشینها عمومیت دارند علاوه بر بازنگری مختصر بر ویژگیهای میدانهای جریان عمومی، طبیعت جریانهای خاص در انواع گوناگون اجزاء مورد توجه قرار خواهد گرفت.
ویژگیهای اساسی جریان:
میدان های جریان در توربو ماشین های ذاتا بسیار پیچیده و سه بعدی است. در بسیاری از موارد، جریان ها تراکم پذیرند و ممکن است از مادون صوت به جریان با سرعت صوت و به فراصوتی تغییر کنند. در مسیر جریان ممکن است شوک وجود داشته باشد و تعامل شوک و لایه مرزی ممکن است اتفاق بیفتد که باعث افت بازده می شود. گرادیان فشارهای قابل توجه، در هر جهتی می تواند وجود داشته باشد.
همچنین چرخش، یک فاکتور مهم است که رفتار جریان را تحت تاثیر قرار می دهد.
جریانها اکثرا لزج و مغشوش هستند، اگرچه ناحیه هایی با جریان لایه ای و انتقالی نیز وجود دارد. اغتشاش و تلاطم در میدان جریان می تواند در لایه مرزی و جریان آزاد اتفاق بیفتد، جایی که میزان اغتشاش، بسته به شرایط جریان بالادست، تغییر می کند. برای مثال جریان پایین دست یک محفظه احتراق یا کمپرسور چند طبقه می تواند اغتشاش جریان آزاد بسیار بیشتری نسبت به جریان ورودی به یک فن داشته باشد.
تنش های پیچیده و کاهش کارآیی می تواند ناشی از پدیده های جریان لزج، مثل لایه های مرزی سه بعدی، اثر متقابل بین لایه مرزی تیغه و دیواره، حرکت جریان نزدیک دیوار، جریان جدا شده، گردابه های مربوط به لقی نوک پره، گردابه های لبه فرار، دنباله ها، و اختلاط باشد. علاوه بر این، حرکت نسبی دیواره و انتقال بین دیواره های دوار و ثابت می تواند رفتار لایه مرزی را تحت تاثیر قرار دهد. جریان ناپایدار می تواند در اثر تغییرات شرایط بالادست جریان با زمان، گردابه های رها شده از لبه فرار تیغه ها، جدایی جریان و یا اثر متقابل بین ردیف پره های دوار و ثابت، ایجاد شود، که می تواند منجر به بارگذاری ناپایدار بر روی تیغه ها شود.
اثرات حرارت و انتقال حرارت می تواند فاکتور مهمی باشد، بخصوص در قسمتهای داغ موتور. گازهای داغ محفظه احتراق از میان توربین عبور می کنند و رگه های داغی را بوجود می آورند که توسط میدان جریان توربین منتقل می شوند. برای حفاظت از اجزائی که در معرض بالاترین دما قرار دارند، جریانهای خنک کننده از میان سوراخهای موجود در تیغه های توربین به مسیر گازهای داغ اولیه تزریق می شود و برای سطوح تیغه ها خنک کنندگی لایه ای را فراهم می آورد. به طور مشابه، جریانهای خنک کننده ممکن است به جریان اصلی در طول دیواره نیز تزریق شود.
بیشتر پیچیدگی میدانهای جریان سیال در توربو ماشین ها مستقیما تحت تاثیر مسیر جریان و هندسه اجزاء می باشد. ملاحظات هندسی شامل منحنی و شکل endwall مسیر جریان، فاصله بین ردیف های تیغه ها، گام تیغه، و stagger می شود. موارد دیگری از هندسه مسیر جریان شامل پیکربندی ردیفهای تیغه ها، از قبیل استفاده از «tandem blades»، تیغه های جداکننده، دمپرهای midspan وعملیات روی نوک تیغه ها می باشد. جزئیات بیشماری مربوط به شکل تیغه، مثل توزیع ضخامت، خمیدگی، جهت، قوس، به عقب برگشتگی، حلزونی، پیچ خوردگی، ضریب شکل، صلبیت، نسبت شعاع توپی به نوک، شعاع لبه حمله تیغه و لبه فرار تیغه، اندازه فیلت و فاصله نوک تیغه نیز از همان اهمیت برخوردارند. خنک کاری تیغه ها نیز دارای اهمیت هستند، اندازه و موقعیت سوراخهای خنک کننده درون تیغه، مسیر اولیه گاز را تحت تاثیر قرار می دهد.
بنابراین، رفتار جریان در اجزای توربو ماشینها نیز کاملا پیچیده بوده و بسیار متاثر از هندسه مسیر جریان است. یک فهم عمیق از اثرات هندسه مسیر جریان و اجزا و قطعات، به طراح اجازه خواهد داد تا از جریانی که حاصل شده، سود ببرد. برای رسیدن به این درک و برای انجام تحلیلهای لازم برای بهینه کردن رفتار بسیار پیچیده جریان لازم است از تکنولوژی پیشرفته مدلسازی جریان استفاده شود.
(توضیحات کامل در داخل فایل)
متن کامل را می توانید دانلود نمائید چون فقط تکه هایی از متن در این صفحه درج شده به صورت نمونه
ولی در فایل دانلودی بعد پرداخت، آنی فایل را دانلود نمایید.
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه188
فهرست مطالب
بخش اول
دینامیک سیالات در توربو ماشین ها
مقدمه:
ویژگیهای اساسی جریان:
ویژگیهای میدان های جریان در توربو ماشین ها:
جریان در فن ها و کمپرسورهای محوری:
جریان در دستگاههای تراکمی:
جریان در کمپرسورهای سانتریفوژ:
جریان در سیستم های انبساطی:
در طراحی کنونی توربو ماشینها، و بخصوص برای کاربردهای مربوط به
موتورهای ه
مثال برای این مورد، «برنامه تکنولوژی موتورهای توربینی پر بازده مجتمع» (IHPTET) باشد که توسط NASA و DOD حمایت مالی شده است.
هدف IHPTET، رسیدن به افزایش بازده دو برابر برای موتورهای توربینی پیشرفته نظامی، در آغاز قرن بیست و یکم می باشد. بر حسب کاربرد، این افزایش بازده از راههای مختلفی شامل افزایش نیروی محوری به وزن، افزایش توان به وزن و کاهش معرف ویژه سوخت (SFC) بدست خواهد آمد.
وقتی که اهداف IHPTET نهایت پیشرفت در کارآیی را ارائه می دهد، طبیعت بسیار رقابتی فضای کاری کنونی، افزایش بازده را برای تمام محصولات توربو ماشینی جدید طلب می کند. به خصوص با قیمتهای سوخت که بخش بزرگی از هزینه های مستقیم بهره برداری خطوط هوایی را به خود اختصاص داده است، SFC، یک فاکتور کارایی مهم برای موتورهای هواپیمایی تجاری می باشد.
اهداف مربوط به کارایی کلی موتور، مستقیما به ملزومات مربوط به بازده آیرودینامیکی مخصوص اجزاء منفرد توربو ماشین تعمیم می یابد. در راستای رسیدن به اهداف مورد نیازی که توسط IHPTET و بازار رقابتی به طور کلی آنها را تنظیم کرده اند، اجزای توربو ماشینها باید به گونه ای طراحی شوند که پاسخگوی نیازهای مربوط به افزایش بازده، افزایش کار به ازای هر طبقه، افزایش نسبت فشار به ازای هر طبقه، و افزایش دمای کاری، باشند.
بهبودهای چشمگیری که در کارایی حاصل خواهد شد، نتیجه ای از بکار بردن اجزایی است که دارای خواص آیرودینامیکی پیشرفته ای هستند. این اجزا دارای پیچیدگی بسیار