توضیحات
استاتور بخار یک قسمت اصلی در توربین‌های بخار است که وظیفه تبدیل انرژی حرارتی به انرژی مکانیکی را بر عهده دارد. استاتور بخار در انتهای مرحله بخاری یک توربین قرار دارد و وظیفه آن تغییر جهت و سرعت جریان بخار است.
استاتور بخار به صورت یک سری بال ثابت تشکیل می‌شود که در آن جریان بخار وارد می‌شود. بال‌های استاتور بخار طراحی شده‌اند تا بخار را به سمت بال‌های روتور هدایت کنند و سرعت آن را افزایش دهند. همچنین، بال‌های استاتور بخار برای کاهش فشار و افزایش کارایی جریان، فشار بخار را به طور تدریجی کاهش می‌دهند.
استاتور بخار در ایجاد جریان همسان و بدون تلاطم در بخار ورودی به روتور توربین بسیار مهم است. همچنین، استاتور بخار در کنترل و تنظیم جریان بخار و توزیع آن در بین بال‌های روتور نیز نقش کلیدی دارد.
طراحی استاتور بخار باید به گونه‌ای باشد که تا حد امکان انرژی حرارتی بخار به انرژی مکانیکی تبدیل شود و همچنین، تلفات انرژی در استاتور کاهش یابد. برای دست‌یابی به این هدف، از تکنیک‌های مختلفی مانند بهینه‌سازی هندسه بال‌ها، تنظیم منحنی‌های بال و استفاده از مواد با خواص خاص در طراحی استاتور بخار استفاده می‌شود.
استاتور بخار در توربین‌های بخار صنعتی، نیروگاه‌ها و سیستم‌های تولید انرژی از بخار استفاده می‌شود. به طور کلی، استاتور بخار نقش حیاتی در بهره‌وری و عملکرد توربین‌های بخار دارد و طراحی صحیح آن از اهمیت بالایی برخوردار است.
شبیه‌سازی استاتور بخار با استفاده از نرم‌افزار ANSYS TurboGrid امکان مدل‌سازی و تجزیه و تحلیل عملکرد استاتور بخار را فراهم می‌کند. ANSYS TurboGrid یک ابزار قدرتمند برای طراحی و بهینه‌سازی پروفیل بال‌ها و ایجاد شبکه محدود مناسب برای شبیه‌سازی جریان سیال در داخل استاتور بخار است.
برای شروع فرآیند شبیه‌سازی، ابتدا باید مدل سه‌بعدی استاتور بخار را در نرم‌افزار طراحی کنید. سپس با استفاده از ANSYS TurboGrid، می‌توانید مشخصات هندسی و فیزیکی استاتور بخار را وارد کنید و پروفیل بال‌ها را بهینه کنید.
بعد از آن، با استفاده از ابزارهای TurboGrid، می‌توانید شبکه محدودی از سلول‌ها را بر روی سطح بال‌ها و درون استاتور بخار ایجاد کنید. این شبکه محدود برای محاسبه جریان سیال و ویژگی‌های دینامیکی در داخل استاتور بخار استفاده می‌شود.
با تنظیم پارامترهای مربوط به جریان سیال، می‌توانید شبیه‌سازی را اجرا کنید و نتایج جریان سیال و مشخصات دیگر مانند فشار و سرعت را در داخل استاتور بخار مشاهده کنید. همچنین می‌توانید بهینه‌سازی پروفیل بال‌ها را با استفاده از ابزارهای TurboGrid انجام دهید تا بهترین عملکرد و کارایی را در استاتور بخار خود بدست آورید.
استفاده از ANSYS TurboGrid در شبیه‌سازی استاتور بخار به شما امکان می‌دهد تا با دقت بیشتری عملکرد استاتور بخار خود را بررسی کنید، پارامترها را بهینه کنید و طراحی بهتری را به دست آورید.
استاتور که شبیه سازی می شود شامل 60 تیغه است که حول محور Z توزیع شده اند. فاصله بین تیغه ها وجود دارد که عرض آن 5٪ از کل دهانه است. در داخل گذرگاه تیغه، حداکثر قطر تقریباً 97.5 سانتی متر است.
طراحی نادرست Hub و Shroud هاب و shroud تا حد زیادی حل مسئله سخت می کند. این نتیجه استفاده از منحنی‌های spline برای ساخت هاب و shroud بر اساس نقاط داده نسبتاً کم است. این مشکل در قسمت بعدی اصلاح خواهد شد.
این آموزش به شما می آموزد که چگونه:
- هندسه هاب، پوشاندن و تیغه را وارد کنید.
- روش ساخت انواع منحنی هاب و پوشاننده را تغییر دهید.
- سطوح رنگی را برای نشان دادن تغییرات در اندازه های مش (مانند حداقل زاویه) بسازید.
