تحلیل تنش های حرارتی محفظه احتراق یک موتور توربینی

محفظه احتراق به عنوان یک بخش اصلی از موتورهای جت، تحت بارهای حرارتی و مکانیکی همزمان ناشیاز فشار و دمای بسیار بالای محصولات احتراق است. دمای بالا در محفظه احتراق منجر به افت استحکاممواد و افت خصوصیات مکانیکی ماده میشود. افت تنش تسلیم سبب خرابی محفظه احتراق در تنش هایاعمالی کمتر می شود. لذا تحلیل تنش های حرارتی محفظه احتراق در موتورهای توربینی از اهمیت ویژه ایبرخوردار است. سهم تنش های حرارتی از کل تنش های ترمومکانیکی، سهمی قابل توجه و تعیین کنندهاست. هدف از این تحقیق تحلیل تنش های کوپلینگ، تنش های حرارتی و مکانیکی و مقایسه سطح اینتنش ها نسبت به تنش های مکانیکی غیرحرارتی در یک محفظه احتراق خاص می باشد. مدلسازی ریاضیبه کمک نرم افزار متلب و کدنویسی در این نرم افزار حاصل می شود و همچنین مدل سازی اجزای محدودجهت تعیین تنش های حرارتی انجام می شود که پارامترهای موثر بر توزیع تنش روی محفظه موردبحثقرار می گیرند. نوآوری پژوهش ارائه شده در تحلیل همزمان حرارتی و مکانیکی یک نوع محفظه احتراقحلقوی با استفاده از دو روش مختلف است. در روش نخست محفظه احتراق به صورت یک استوانه جدارنازک در نرم افزار متلب مدلسازی و کدنویسی شده است. در روش دوم با استفاده از نرم افزار انسیس مدلسازی المان محدود انجام گرفته است. نتایج نشان می دهد که گرادیانه ای حرارتی در دماهای بالا بر رویلاینرهای داخلی و خارجی محفظه احتراق و همچنین بر روی درپوش آن اثرات قابل توجهی دارد. سوپرآلیاژ مناسب با توجه به ناحیه قرارگیری قطعات در محفظه و میزان بار اعمالی روی قطعات انتخاب شد تاسازه محفظه احتراق از لحاظ ایمنی و استحکام سازه در محدوده ضریب ایمنی 1/2 تا 1/3 قرار بگیرد.

کلیدواژه ها:

موتور توربوجت ، محفظه احتراق ، تابع حرارتی ، تنش حرارتی ، استوانه جدار نازک