הערת מחקר בתעשייה של גלגל טורבינה

בשל הדרישות הגוברת ליעילות של מנועי דיזל, מגדשי טורבו נתונים לטמפרטורות גבוהות יותר. כתוצאה מכך מהירות הרוטור ושיפוע הטמפרטורה בפעולות חולפות חמורות יותר ולכן מתחים תרמיים וצנטריפוגליים גדלים.

כדי לקבוע את מחזור החיים של מגדשי טורבו בצורה מדויקת יותר, הידע המדויק על חלוקת הטמפרטורה החולפת בגלגל הטורבינה חיוני.

הפרשי הטמפרטורות הגבוהים במגדשי טורבו בין טורבינה למדחס מובילים להעברת חום מהטורבינה לכיוון בית המיסב. פתרון מדויק יותר הושג על ידי חישוב הנוזל בתחילת תהליך הקירור הנבדק על ידי פתרון זמני של כל המשוואות. התוצאות של גישה זו עמדו היטב במדידות החולפות והיציבות, וניתן היה לשחזר את ההתנהגות התרמית החולפת של הגוף המוצק במדויק.

מצד שני, כבר בשנת 2006 הושגו טמפרטורות גז עד 1050 מעלות צלזיוס במנועי בנזין. בגלל טמפרטורות כניסת הטורבינה הגבוהות יותר, עייפות תרמו-מכאנית הגיעה יותר למוקד. בשנים האחרונות פורסמו מספר מחקרים הקשורים לעייפות תרמו-מכאנית במגדשי טורבו. בהתבסס על שדה הטמפרטורה החזוי והאומת מספרית בגלגל הטורבינה, בוצעו חישובי מתח וזוהו אזורים של מתח תרמי גבוה בגלגל הטורבינה. הוכח, שגודל המתח התרמי באזורים אלה יכול להיות באותו טווח כמו גודל הלחץ הצנטריפוגלי בלבד, מה שאומר שלא ניתן להזניח את הלחץ המושרה תרמית בתהליך התכנון של גלגל טורבינה רדיאלי.

https://www.syuancn.com/aftermarket-komatsu-turbine-wheel-ktr130-product/

הַפנָיָה

Ayed, AH, Kemper, M., Kusterer, K., Tadesse, H., Wirsum, M., Tebbenhoff, O., 2013, "מחקרים מספריים וניסויים של ההתנהגות התרמית החולפת של שסתום מעקף קיטור בטמפרטורות קיטור מעבר 700 מעלות צלזיוס", ASME Turbo Expo GT2013-95289, סן אנטוניו, ארה"ב

R., Dornhöfer, W., Hatz, A., Eiser, J., Böhme, S., Adam, F., Unselt, S., Cerulla, M., Zimmer, K., Friedemann, W., Uhl, "Der neue R4 2,0l 4V TFSI-Motor im Audi A3", 11. Aufladetechnische Konferenz, דרזדן, 2006