تحقیق درمورد توربو ماشینها

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 188

بخش اول

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.

تحقیق درمورد توربو شارژ

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 43

توربو شارژ

تاریخچه : توربو شارژ در سال 1905 میلادی توسط مهندس مکانیک سوئیسی آلفرد بوچی اختراع شد . توربوشارژ عبارتست از نوعی کمپرسور توربینی و یک کمپرسور گریز از مرکز که توسط یک شفت که با اتصال فلانچی به آن متصل شده را می چرخاند، توربین گازی توسط پیچ به مانیفولد دود متصل می شود و گازهای خروجی از موتور باعث چرخش توربین گاز شده و به سبب آن کمپرسور که توسط یک شفت به توربین گازی متصل است شروع به چرخش نموده و هوای محیط را مکش کرده و سپس آن را متراکم و به طرف موتور می فرستد. هوای ورودی بیشتر به موتور، به معنی سوخت بیشتر به داخل موتور،و هوا و سوخت بیشتر به معنی افزایش انرژی و قدرت خروجی موتور می باشد .یکی از مطمئن ترین راهها برای افزایش توان موتور ها، افزایش مقدار هوا و سوختی است که در سیلندرآنها می سوزد برای این منظور افزودن تعداد سیلندرها یا بزرگ کردن هر یک از سیلندرها یکی از روش هاست اما در بعضی مواقع امکان این کار وجود ندارد. یک راه برای افزایش قدرت موتور که ساده تر و با صرفه تر می باشد استفاده از توربو شارژ در موتوراست که بدون نیاز به تغییر در حجم و وزن موتورتوان آن را افزایش می دهد. برای افزایش توان موتور از توربوشارژها درخودروهای پر سرعت مسابقه ای و سوپر اسپرت هاو حتی خودروهای خانوادگی و در موتورهای دیزلی بزرگ نیز استفاده می شوند.یک توربو شارژر ازدو قسمت اصلی تشکیل شده است" توربین و کمپرسور. در موتور هایی که توربوشارژ نصب گردیده، پس از اینکه مخلوط سوخت و هوا در داخل سیلندر متراکم شد توسط جرقه شمع محترق شده، و این احتراق باعث آزاد شدن انرژی حاصل از سوختن مخلوط گاز می گردد،حال این گاز (دود منیفولد) پس از گذراندن این سیکل، باید سیلندر را ترک کند که این گاز خروجی فشاری حداقل معادل 30 اتمسفر را دارد یعنی 30 برابر فشار داخل سیلندر . این گاز حاوی مقدار قابل توجهی از که می توان از این انرژی بصورت مفید استفاده کرد ولی درموتور هایی که تنفس بصورت عادی [ بدون توربوشارژ ] است گاز خروجی و انرژی موجود توسط اگزوز به بیرون رانده می شود که این عمل برابر است با اتلاف مقدار زیادی از انرژِی کنترل نشده ! 

توربوشارژ دارای یک محور(شفت)مرکزی است که یک سر این محور به یک توربین متصل است که براثر برخورد گاز های خروجی با پره های این توربین ، محور شروع به چرخیدن می کند، سر دیگر این محور به یک کمپرسور متصل است که بر اثر چرخیدن هوای بیرون را با قدرت بیشتر ی مکیده و در داخل سیلندر متراکم می کند. به طور معمول توربوشارژها فشار هوا را به اندازه 6تا8 psi فشرده تر می کنند، از آنجا که فشار معمولی اتمسفر 14.5تا14.7 psi در سطح دریاست با این روش در حدود 50 درصد بیشتر هوا وارد سیلندرهای موتور خواهد شد و بازدهی واقعی نیز بین 30% تا 40 % افزایش خواهد یافت . یکی از مزایای توربو شارژها، کمکی است که در ارتفاعات و مناطق مرتفع به موتور می کنند، موتورهای معمولی در ارتفاعات دچار کاهش شدید قدرت می شوند زیرا برای هر مکش پیستون جرم کمتری از هوا را به داخل سیلندر می کشد و حتی

تحقیق درمورد توربو شارژ 34ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 43

توربو شارژ

تاریخچه : توربو شارژ در سال 1905 میلادی توسط مهندس مکانیک سوئیسی آلفرد بوچی اختراع شد . توربوشارژ عبارتست از نوعی کمپرسور توربینی و یک کمپرسور گریز از مرکز که توسط یک شفت که با اتصال فلانچی به آن متصل شده را می چرخاند، توربین گازی توسط پیچ به مانیفولد دود متصل می شود و گازهای خروجی از موتور باعث چرخش توربین گاز شده و به سبب آن کمپرسور که توسط یک شفت به توربین گازی متصل است شروع به چرخش نموده و هوای محیط را مکش کرده و سپس آن را متراکم و به طرف موتور می فرستد. هوای ورودی بیشتر به موتور، به معنی سوخت بیشتر به داخل موتور،و هوا و سوخت بیشتر به معنی افزایش انرژی و قدرت خروجی موتور می باشد .یکی از مطمئن ترین راهها برای افزایش توان موتور ها، افزایش مقدار هوا و سوختی است که در سیلندرآنها می سوزد برای این منظور افزودن تعداد سیلندرها یا بزرگ کردن هر یک از سیلندرها یکی از روش هاست اما در بعضی مواقع امکان این کار وجود ندارد. یک راه برای افزایش قدرت موتور که ساده تر و با صرفه تر می باشد استفاده از توربو شارژ در موتوراست که بدون نیاز به تغییر در حجم و وزن موتورتوان آن را افزایش می دهد. برای افزایش توان موتور از توربوشارژها درخودروهای پر سرعت مسابقه ای و سوپر اسپرت هاو حتی خودروهای خانوادگی و در موتورهای دیزلی بزرگ نیز استفاده می شوند.یک توربو شارژر ازدو قسمت اصلی تشکیل شده است" توربین و کمپرسور. در موتور هایی که توربوشارژ نصب گردیده، پس از اینکه مخلوط سوخت و هوا در داخل سیلندر متراکم شد توسط جرقه شمع محترق شده، و این احتراق باعث آزاد شدن انرژی حاصل از سوختن مخلوط گاز می گردد،حال این گاز (دود منیفولد) پس از گذراندن این سیکل، باید سیلندر را ترک کند که این گاز خروجی فشاری حداقل معادل 30 اتمسفر را دارد یعنی 30 برابر فشار داخل سیلندر . این گاز حاوی مقدار قابل توجهی از که می توان از این انرژی بصورت مفید استفاده کرد ولی درموتور هایی که تنفس بصورت عادی [ بدون توربوشارژ ] است گاز خروجی و انرژی موجود توسط اگزوز به بیرون رانده می شود که این عمل برابر است با اتلاف مقدار زیادی از انرژِی کنترل نشده ! 

توربوشارژ دارای یک محور(شفت)مرکزی است که یک سر این محور به یک توربین متصل است که براثر برخورد گاز های خروجی با پره های این توربین ، محور شروع به چرخیدن می کند، سر دیگر این محور به یک کمپرسور متصل است که بر اثر چرخیدن هوای بیرون را با قدرت بیشتر ی مکیده و در داخل سیلندر متراکم می کند. به طور معمول توربوشارژها فشار هوا را به اندازه 6تا8 psi فشرده تر می کنند، از آنجا که فشار معمولی اتمسفر 14.5تا14.7 psi در سطح دریاست با این روش در حدود 50 درصد بیشتر هوا وارد سیلندرهای موتور خواهد شد و بازدهی واقعی نیز بین 30% تا 40 % افزایش خواهد یافت . یکی از مزایای توربو شارژها، کمکی است که در ارتفاعات و مناطق مرتفع به موتور می کنند، موتورهای معمولی در ارتفاعات دچار کاهش شدید قدرت می شوند زیرا برای هر مکش پیستون جرم کمتری از هوا را به داخل سیلندر می کشد و حتی

تحقیق درمورد اصول کار توربو بر اساس تغذیه بیشتر هوا به موتور است

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 27

اصول کار توربو بر اساس تغذیه بیشتر هوا به موتور است.

برای مثال یک موتور فورد و توربوشارژ تولید می شود. موتور معمولی 105

اسب نیرو دارد ولی موتور توربو فقط به واسطه نصب توربو 135 اسب نیرو دارد. در این مورد با اضافه شدن توربو 30 اسب افزایش نیرو داریم.

علت اینکه افزایش نیروی بیشتری نداریم این است که سطح فشرده سازی مورد استفاده کم است.در یک موتور که به طور معمولی با فشار جو تغذیه می گردد فشار

به درون موتور می راند. به طور خلاصه اگر یک موتور در فشار 1اتمسفر 100 اسب

نیرو داشته باشد با دو برار شدن فشار(1بار فشرده سازی در توربو) نیروی آن دو برار می شود

زیرا با این کار دو برابر هوا در سیلندر خواهیم داشت و می توانیم دو برابر سوخت بسوزانیم.البته کارها به این سادگی هم نیست. با افزایش فشرده سازی بیشتر افزایش قدرت مورد

توقع اتفاق نمی افتد زیرا در فشار بالاتر نیاز به سوخت غنی تر است و

باید میزان تراکم موتور را کاهش داد و موارد دیگر

اگر این کمپرسور بوسیله بک اتصال مکانیکی (مثل چرخدنده،تسمه،کلاچ و .. ) مستقیما

به موتور وصل بشه اسم این میشه سوپرچاجر.در برخی موارد ای کمپرسور به یک توربین متصل

میشه و توربین در سر راه گازهای خروجی موتور قرار میگیره به این ترتیب از انرژی گازهای خروجی

موتور که انرژی نسبتا زیادیه (حدود یک سوم انرژی آزاد شده از احتراق سوخت) برای

به کار انداختن کمپرسور استفاده میشه. و اسم این هم میشه توربوچارجر

در این مرحله می خوام در مورد ملاحظاتی که باید در مورد نصب توربوچارجر انجام بشه صحبت کنم

وقتی که موتور رو اصطلاحا توربوچارج میکنیم بدلیل اینکه فشار هوای ورودی به موتور

افزایش پیدا میکنه متناسب با اون دمای هوای ورودی به موتور هم زیاد میشه پسدر درجه اول بدنه موتور باید تحمل تنشهای حرارتی وارد شده رو داشته باشهبدلیل وارد کردن هوا در فشار بالاتر توان تولیدی موتور افزایش پیدا میکنه پسدر درجه دوم موتور باید تحمل تنش های مکانیکی وارده رو هو داشته باشه3- چون دمای هوای ورودی به موتور افزایش پیا میکنه و این امر در موتورهای بنزینی منجر

به پیش اشتعالی یا خود اشتعالی میشه(یعنی قبل از اینکه شمع جرقه بزنه مخلوط

سوخت و هوا بر اثر دمای بالا خود به خود مشتعل میشه) که نتیجه این امر بروز

یا ضربه میشه که میتونه به موتور آسیب بزنه به همین خاطر از وسیله ای به نام اینترکولر

استفاده میشه که دمای هوای ورودی به موتور رو کاهش بده.البته یه وظیفه دیگه اینتر کولر

اینه که با سرد کردن هوا و افزایش چگالی باعث افزایش دبی جرمی هوا میشه

حتی با وجود اینکه اینتر کولر دمای هوای ورودی رو تا حدی کهش داده بازم دما از دمای

محیط بالاتره و فشار هم که بالاست به همین دلیل زاویه جرقه حتما باید عوض بشه

و این عوض کردن زاویه جرقه هم اصلا چیزی نیست که بشه

با سعی و خطا انجام داد بلکه نیاز به محاسبات داره

تعویض شمع، تنظیم موتور و سیستم برق خودرو و معاینه فنی به طور میانگین

بین ۳۰ تا ۵۰ درصد باعث کاهش انتشار گازهای آلاینده سمی اگزوز خودروها می شود

همچنین فعالیت رسوب زدایی از اجزای درون موتور نیز موجب ۲۰ تا ۵۰ درصد کاهش

منوکسیدکربن و بین ۳۰ تا ۶۰ درصد کاهش هیدروکربن های نسوخته شده و

همچنین باعث کاهش ۵ تا ۱۰ درصد مصرف بنزین می شود

مرحله ی اول سیستم مکش وظیفه: تنفس موتور 1 ) آسانترین راه برای تقویت سیستم مکش بیشتر کردن سطح تماس

فیلتر هوا با هوای خنک است برای اینکار در موتورهای کاربراتی از فیلترهای مخروطی یا 360 درجه میتوان استفده کرد که

بسته به نوع٬ جنس و مارک کارایی متفاوتی از خود به نمایش میگذارند و در انواع انژکتوری فیلتر های مخروطی انتخاب بهتری هستند 2) وسیله ی دیگری که بری تقویت این سیستم به کار میرود سایکلون نام دارد

تحقیق در مورد توربو شارژ

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 14 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

پر خورانی ( توربو شارژ)

توضیح :

دستگاه توربو شارژ (دستگاه پرخورانی توربینی ) ، توربینی است که با گاز اگزوز به حرکت در می آید و پروانه یک کمپرسور گریز از مرکز را به حرکت در می آورد . کمپرسور غالباً بین صافی هوا و منیفولد ورودی موتور قرار می گیرد ، در حالی که توربین آن بین منیفولد خروجی و خفه کن اگزوز قرار می گیرد . دستگاه توربو شارژ هوای ورودی موتور را فشرده می کند و هوای بیشتری وارد سیلندر می نماید . این عمل موجب می گردد که موتور مقدار بیشتری سوخت را به طور موثر بسوزاند و در نتیجه قدرت زیادتری تولید می نماید.

تمام گازهای اگزوز از بدنه توربین عبور می کند . انبساط این گازها روی پروانه توربین تأثیر می گذارد و باعث چرخیدن آن می شود . پس از آن که گازها از توربین عبور کرد از طریق دستگاه اگزوز به هوای محیط راه می یابد . در بعضی از موارد ، دستگیه توربو شارژ آنقدر صدای گاز اگزوز را خفه دستگاه توربو شارژ به عنوان یک شعله گیر عمل می کند . برای مثال باید گفت که وزارت کشاورزی آمریکا دستگاه توربو شارژ را به عنوان یک شعله گیر مناسب و موثر برای کارهای جنگلبانی می شناسد .

طرز کار

کمپرسور و توربین در داخل بدنه مخصوص به خود قرار دارند و توسط یک شافت مستقیما بهم متصل شده اند . بدنه ها از آلیاژهای سبک ساخته شده اند و برای حداکثر تبادل حرارت طراحی شده اند . تنها تلفات قدرتی که از توربین به کمپرسور وجود دارد اصطکاک مختصری است که بین شافت و یاتاقانهای آن موجود می باشد . هوا از راه صافی دستگاه ورود هوا وارد کمپرسور می شود و توسط پروانه کمپرسور فشرده می گردد و سپس به داخل منیفولد ورودی تخلیه می گردد . هوای اضافی وارد شده توسط کمپرسور ، امکان احتراق سوخت بیشتر و تولید قدرت بیشتر را فراهم می سازد .

سرعت موتور زیاد می شود ، زمان باز ماندن سوپاپ ورودی کاهش می یابد و برای پر شدن سیلندر از هوا زمان کمتری صرف می شود . در یک موتور که با سرعت 2500rpm کار می کند ، زمان باز ماندن سوپاپهای ورودی کمتر از 17% ثانیه می باشد . فشار هوای وارد شده به سیلندر در موتوری که بطور معمولی تنفس می کند از فشار جو کمتر می باشد . دستگاه توربو شارژ در تمام سرعتها هوا را با فشاری بیشتر از فشار جو وارد سیلندرها مینماید .

جریان گاز هر سیلندر بلافاصله پس از باز شدن سوپاپ خروجی برقرار می گردد .این عمل باعث پیدایش نوساناتی در فشار گاز موسوم به انرژی ضربه ، در ناحیه ورودی توربین می شود . با بدنه معمولی توربین تنها مقدار کمی از انرژی ضربه مورد استفاده قرار می گیرد .

برای استفاده بهتر از این ضربانها ، در یکی از طرحها یک تقسیم داخلی در محفظه توربین و منیفولد خروجی وجود دارد که گازهای اگزوز را به پروانه توربین هدایت می کند و برای هر یک از دو نیمه اگزوز سیلندر موتور یک مجرای مجزا وجود دارد .

در بعضی از موتورهای چهار سیلندر و شش سیلندر مجهز به توربو شارژ یک مجرای مجزا برای دو یا سه سیلندر جلو و یک مجرای مجزا برای دو یا سه سیلندر عقب وجود دارد . با استفاده از دستگاه اگزوز کاملاً مجزا همراه با بدنه توربین مضاعف ، نتیجه کار بدست آمدن گازهایی با سرعت زیاد و بسیار موثر خواهد بود . با این عمل سرعت توربین زیادتر می شود و فشار منیفولد ورودی به دست آمده هم از فشاری که با دستگاه بدون انشعاب می توان به دست آورد بیشتر خواهد بود .

در ارتفاعات زیاد ، یک موتور که بطور معمولی تنفس می کند بازاء هر1000فوت ارتفاع 3% از قدرت خود را در اثر کاهش 3% از جرم مخصوص بازاء هر 1000 فوت از دست می دهد .

در یک موتور مجهز به توربو شارژ هم با افزایش ارتفاع ، افت فشار دو سر توربین افزایش می یابد . فشار ورودی توربین ثابت می ماند ، ولی با افزایش ارتفاع ، فشار خروجی کاهش می یابد . وقتی اختلاف فشار افزایش یابد سرعت توربین نیز زیاد می شود . پروانه کمپرسور هم سریعتر می چرخد و فشار ورودی موتور را حتی با کم شدن جرم ویژه هوا مانند فشاری که در سطح دریا تولید می کند نگه می دارد .

البته برای مقدار واقعی جبران کنندگی دستگاه توربو شارژ بر حسب ارتفاع نیز محدودیتهایی وجود دارد . این محدودیتها اصولاً نتیجه متغیر بودن مقدار فشار کمکی و تناسب دستگاه توربو شارژ با موتور می باشد . برای منظور کردن اختلاف در جبران کردن ارتفاع ، یک جبران کننده ارتفاع به دستگاه افزوده شده است . در موقع افزایش سرعت با شتاب زیاد یا تغییر ناگهانی بار موتور ، سرعت توربو شارژ که به صورت فشار منیفولد تجلی می کند ، از قدرت یا سوخت مورد نیاز که با باز کردن دریچه گاز تعیین می گردد ، عقب می ماند . این عقب ماندگی در دستگاه سوخت وجود