طراحي و تحليل تيغه توربين فشار قوي با سه جنس متفاوت تحت بارهاي حرارتي و آيروديناميكي

در شرايط تحريمي صنايع نفت و پتروشيمي، تجهيزات دوّار از جمله توربين‌هاي گازي به دليل برخورداري از سطح بالايي از دانشِ طراحي و تكنولوژيِ ساخت، همواره در مركز توجه فعالان و صاحب‌نظران حوزه‌هاي مربوطه قرار داشته ‌است. در فرايندهاي مهندسي زمان و دقت دو موضوعي است كه نمي‌توان از آن‌ها غافل شد. مطالعات اخير با استفاده از تحليل اجزا محدود سه بعدي ، سرعت شكست و تغيير شكل‌ها را به طور نسبتا دقيق پيش‌بيني كرده ولي عدم اطمينان مدل‌سازي يك مسئله مهم و غير قابل اغماض است زيرا احتمال شكست نمونه را تحت تأثير قرار مي دهد. در اين پژوهش براي درك عميق از رفتار پره توربين گازي تحت بارگذاري‌هاي آيروديناميكي و حرارتي، از چهار نوع ماده در خصوصيات ورودي استفاده شده است. تحليل تنش و تغييرشكل به نحوي طرح‌ريزي شده است كه تاثيرات انرژي، خواص مواد، هندسه و مرز حرارتي در تمام مناطق قطعه بصورت مجزا اعمال شود. با توجه به اهميت تحقيقاتي ذكر شده در بالا، اين كار نه تنها براي تعميق درك رفتار تيغه توربين معني‌دار است، بلكه در ارائه راهنمايي‌هاي صنعت براي بهينه‌سازي فرآيندهاي طراحي و ساخت اين قطعه نيز مفيد خواهد بود. نتايج نشان داد بيشترين تنش ايجاد شده در اعمال بار حرارتي مطلق و در نمونه ساخت افزايشي و آلياژ پايه نيكل بوده و بيشترين تغييرشكل نيز براي آلومينيوم 7075 رخ داده است. همچنين نتايج پره ساخته شده با نيكل و ساخت افزايشي مشابه هم بوده ولي بدليل هزينه پايين‌تر و ماشينكاري كمتر، پره ساخته شده با ساخت افزايشي مقرون به صرفه‌تر است.