1. INTRODUCTION
El dos de las aplicaciones más comunes de la turbina de gas en las industrias modernas son el gas Turbo Generador y Gas Turbo compresor. En un motor de turbina de gas turbogenerador hay un generador, para generar electricidad del generadornecesita un motor primario que es la turbina de gas. La turbina de gas se transforma la energía química en el combustible (por ejemplo, gasnatural) en energía mecánica. La energía mecánica generada por el eje de salida de la turbina se transfiere a través de una caja de engranajes de eje de los generadores. Este tipo de electricidad tiene generalmente bajo o medionivel de voltaje, para convertirlo en alta tensión un paso-up transformador se utiliza.
turbinas de gas modernasen para transformar la energía química de gas combustible en energía mecánica el combustible debe ser quemado en la cámara de combustión de una turbina de gas. El aire es dejó en a la turbina de gas a través de una toma de aire y se mezcla con una cantidad apropiada de gasnatural. La relación de aire y gas se determina basándose en el valor de calentamiento específico del gas, calidad del aire, cantidad de humedad y la altitud delnivel del mar. El sistema de encendido hace que las chispas iniciales que proporcionan el calornecesario. Cuando el fuego se estabiliza en la cámara de combustión del sistema de encendido está apagado. El proceso más crítico en un rendimiento de la turbina de gas es la gestión de la combustión y generar una cantidad adecuada de gas de alta-pressure de escape. Este gas de escape se suministra a la turbina que hace girar las palas de la turbina y luego girar el árbol de la turbina. El aire es propenso a la contaminación que puede afectar el proceso de combustión o incluso dañar el sistema degradar el rendimiento general, la proyección y la filtración son pasos iniciales básicos para aire de entrada. El proyecto de la presión y la temperatura del aire y el combustible también son monitoreados con la ayuda de instrumentación adecuada.
El aire de la turbina de compresor de un compresor axial que comprende de múltiples-stages de álabes montados radialmente en el eje de entrada de la turbina. Los dos materiales de la pala de turbina eran select ed sobre una extensa investigación y se encontró que eran los más adecuados para alta temperatura, alta frecuencia y cuchillas de alta velocidad de rotación. Los materiales son Inconel 718 y Ti-6Al-4V. El diseño de la hoja se lleva a cabo en SolidWorks 2019 y el análisis de ANSYS 2019 y 2020.
2. Analysis
Analysis del álabe de turbina se lleva a cabo en ANSYS 2019 y 2020. la hoja se analiza a 3.500 rpm mantiene constante durante todo el análisis. El paso elemental del procedimiento de análisis es la definición de la malla. El método para mallado es tetraedros. Posteriormente, se añaden las condiciones de contorno. Las propiedades de los materiales se definen en el software como se menciona en la tabla-1
Fig-1:. Meshed Modelo de palas de turbina
2.1 Steady-State térmica Análisis
La temperatura inicial, la temperatura de la raíz, se define la temperatura pala de turbina como 23 ℃, 300 ℃ y 1200 ℃ respectivamente tanto para Inconel 718 y Ti-6Al-4V aleación. Los resultados están en términos de flujo de calor total y el flujo de calor direccional
Fig-2:. Flujo total de calor para Ti-6Al-4V
Fig-3: direccional flujo de calor para Ti-6Al-4V
Fig-4 : flujo de calor total de Inconel 718
Fig-5: flujo de calor direccional para Inconel 718
2.2 Modal análisis
La deformación total del análisis modal para Ti-6Al-4V se establece en las frecuencias 100.14Hz, 246.11Hz, 419.76Hz y para Inconel 718 se realiza a 99.174Hz, 241.11Hz, 411.66HZ.
Fig-6: deformación total para Ti-6Al-4V en 100.14Hz
Fig-7: deformación total para Ti-6Al-4V en 246.11Hz
Fig-8: deformación total para Ti-6Al-4V en 419.76Hz
Fig-9: deformación total para Inconel 718 en 99.174Hz
Fig-10: deformación total para Inconel 718 en 241.11Hz
Fig-11: total de deformación para Inconel 718 en 411.66Hz
3. results
3.1 resultadosTI-6Al-4V
El para-State análisis térmico espectáculo máximo flujo de calor total continuo que deben 3,9184 W/mm2 y el máximo flujo de calor direccional para ser 3,8969 W/mm2. La deformación total del análisis modal en 100.14Hz, 246.11Hz, 419.76Hz es 18,6 mm, 18.748mm, 23.164mm respectivamente.
3.2 Inconel 718
resultadosLos para-State análisis térmico espectáculo máximo flujo de calor total continuo que deben 6,5502 W/mm2 y máximo flujo de calor direccional para ser 6,5124 W/mm2. La deformación total del análisis modal en 99.174Hz, 241.11Hz, 411.66Hz es 13.657mm, 13.775mm, 16.83mm respectivamente.
4. CONCLUSIONS
Se puede concluir de los resultados anteriores que ambos materiales dan resultados considerables. El flujo de calor total es de aproximadamente 40% menor que la de Inconel 718 aleación. Por lo tanto, el material de Ti-6Al-4V es mejor que Inconel 718. Para estos dos materiales, la deformación total de los tres modos está aumentando. Pero similar a Ti-6Al-4V, Inconel 718 se hace más pequeño y más pequeño casi a la misma frecuencia. Para otros materiales, Inconel 718 es una mejor opción.