پنج دلیل نیاز به شست و شوی توربین و کمپرسورموتور هواپیما

نویسنده: ابوالفضل رحیمی و حسین آذرشب 

آیا تا به حال به اجزای موتورجت یک هواپیما و دسته بندی آنها فکر کرده اید؟        

امروزه دانشمندان سوخت های کشف کرده اند همچون(الکتریکی-هیدروژنی-سوخت های تجدید پذیر و..)

اما موضوع بحث ما موتورهای که سوخت های فسیلی کار میکنند هستند که دراین بیش از یک قرن یعنی از زمانی که برادران رایت پرواز انسان را کشف کرده اند است.

موتور های که با مصرف سوخت کاری انجام می دهند به دو دسته تقسیم می شوند که عبارتند از:

(موتور های احتراق خارج)External combustion chamber (1

(موتور های احتراق درون)Internal combustion chamber(2

در این قسمت ما به موتور های احتراق درونی خواهیم پرداخت به زبان ساده هر موتوری که در ان سوخت ریخته شود و مثلث اتش(ماده سوختی-گرما-اکسیژن)فراهم بشود و پس از احتراق موتور انرژی حرکتی تولید کند را موتورهای احتراق درون می گوییند.

در این نوع موتورها کل موتور شامل قسمت های می شود که به ان خواهیم پرداخت

هستیم که دهانه ی ورودی موتور است (Intake)اول از همه در جلوی موتورشاهد

در اول ورودی موتور ما شاهد فن هستیم که هوای مورد نیاز جهت احتراق را مکش میکند

بعد از ورودی موتور نوبت به کمپرسور یا همان فشرده کننده ی هوا هوای که از ورودی داخل شده است را فشرده می کند تا راندمان حرارتی بهتری از سوخت گرفته شود.کمپرسور به دو قسمت تقسیم می شود که عبارتند از:

Axial flow compressor (1

Centrifugal compressor (2

که نسبت به طراحی هواپیما و موتور یکی از این دو نوع انتخاب می شود.

بعد از ان شاهد محفظه ی احتراق می رسد که کار ان ترکیب سوخت و هوا و سوزاندن انها است ودر اخر توربین را داریم که گاز خروجی از محفظه ی احتراق به تیغه ی ان می خورد و درباره به وسیله ی میله کمپرسورها را می چرخاند.

کمپرسورها و توربین ها بعد از مدتی تیغه های انها در گیر رسوباتی از جمله رسوب نمک-سولفات-خاکستر و ... نیز می شود که عملکرد و توانایی انها را کاهش می دهد ما برای رفع این موضوع از سه نوع شست و شو استفاده می کنیم که اول به پنج دلیل برای نیاز به شست و شوی انها را بررسی می کنیم.

پنج دلیل نیاز به شست و شوی توربین و کمپرسور:

1)عملکرد و کارایی کاهش یافته است:

روند جریان در هنگام رسوب گیری کمپرسور کاهش می یابد و جرم ورودی کمپرسور کاهش می یابد و این به دلیل کاهش جریان غیر بعدی کمپرسور در هنگام رسوب گیری است از این رو وقتی جرم هوای ورودی کم شود تعداد تلفات در سوخت پاشیده شده در محفظه ی احتراق زیاد می شود که این به ان معنا است که سوخت ریخته شده اما سوخته نشده است که نتیجه ی ان کاهش عملکرد کارایی است.

2)گسترش دمای اگزوز:

بخش دمای اگزوز چیست ؟ و چرا نظارت و اقدامات مناسب در هنگام ایجاد گشترش دمای اگزوز بسیار مهم است؟

گسترش دمای اگزوز به اختلاف زیاد قراعت بین ترموکوپل های به صورت شعاعی در اطراف اگزوز یک توربین گاز قرار گرفته اند اشاره دارد

بدترین گسترش دمای اگزوز زمانی اتفاق می افتد که گرم ترین و سرد ترین ترموکوپل های اگزوز در کنار هم گروه بندی می شوند

بیشتر گسترش دما نتیجه ی مشکلات بخش احتراق است که می تواند در برخی موارد خیلی سریع منجرب خرابی زودرس تیغه توربین شود.

به عبارت دیگر،گسترش دمای اگزوز نشان دهندی مشکلات احتراق است که می تواند منجرب به خرابی فاجعه وار شود.

:T5افزایش دمای(3

در توربین گاز،محفظه ی احتراق وجود دارد،که مخلوط هوا و سوخت در ان می سوزد.مکانی است که حداکثر دما در ان وجود دارد.بنابراین،سنسور های دما در مکان های مختلف وجود دارد

) دمای محفظه ی احتراق را تعیین می کند زیرا دما در انجا بسیار بالا است بنابراین سنسورT5(

اندازه گیری در مکانی قرارمی گیرد که کمی دور تر از منطقه ی دما بالا باشد که دما کمی کمتر از حالت معمول باشد به همین دلیل به ان تی 5می گویند

در صورت رسوب گیری تیغه های کمپرسور و توربین نسبت مخلوط هوا به سوخت مزاحم می شود،به این معنی که سوختن داخل محفظه ی احتراق برای حفظ سرعت ثابت بیشتر می شود سپس تی 5 افزایش می یابد.

4)افزایش دمای اگزوز:

هنگامی که تیغه های کمپرسور کثیف یا رسوبی شود،عملکرد نسبت تراکم کاهش می یابد.

خط کنترل دمای اگزوز(اگزوز در مقابل فشار تخلیه ی کمپرسور)یک خط افقی(محدودیت همدما که از سیستم اگزوز محافظت می کند)در فشار تخلیه کمپرسور کمتر است.

در نقطه ی،خط شیب به سمت پایین می رود به طوری که با افزایش فشار تخلیه ی کمپرسور،محدودیت دمای اگزوز کاهش می یابد .این قسمت خط ثابت دمای شلیک است که از نازل ها و سطل های مرحله اول حفاظت می کند.

5)افزایش مصرف سوخت:

افزایش مصرف سوخت موتور توربین گازی به دلیل سوختن مخلوط هوا وسوخت نگران کننده است.

این افزایش تی 5 مربوط می شود که دمای محفظه ی احتراق را تعیین می کند.هنگامی که تیغه کمپرسور و توربین کثیف می شود،سرعت جریان هوا کاهش می یابد و سپس سوخت برای مخلوط شدن بیشتر می شود تا نسبت سوزش برای حفظ سرعت ثابت توربین گاز حاصل شود.

موتور توربینی هواپیما پس از مدتی درگیر رسوباتی از جمله رسوب نمک , سولفات , خاستکر و........

نیز می شود که  عمل کرد یا همانperformance هم توربین وcompressor را به شدت کاهش

می دهند این کاهش عملکرد به سه روش کلی شست و شو انجام می شود

1-Desalination wash

رایج ترین رسوب نمک است, که با استفاده از آب تازه و جهت اسپری کردن آب تحت فشار به درون موتور ( Turbine , Comperesstor) و تمامی قطعات شسته میشود این عمل میتواند هم در زمان Motoring  توسط Starter  و هم با استفاده از موتور روشن انجام گردد .

Motoring زمانی است که ما به وسیله Jetstarter مانند زمان Start کار میکند ولی به آن سوperخت اضافه نمیکنند تا موتور کاملا شسته شود .

2- Performance recovery :

این نوع شستشو زمانی استفاده میشود که ( Desalination wash)جهت از بین بردن رسوبات کافی نباشد. برای این شستشو معمولا از محلولی اشباح به جهت شستشو سطوح استفاده میشود و روش انجام آن یا در زمان Motoring  است یا در حالت روشن .

3- abrasive grit  :

از شدیدترین نوع شستشو میباشد در این نوع از پاشش شن خورنده به درون موتوری که بر روی حالت Adle کار میکند , انجام میگردد . معمولا از این روش در موتورهای Centrfugual Compressor هستند استفاده میشود در این روش به دلیل اینکه شن و یا هسته زردالوی خورد شده ؛ که توسط آمریکایی ها استفاده میشود , پس از گذراندن Combustion با رطوبت سوخت ترکیب میشود . به شکل پوستهی شکسته ی گردو در می ایند این روش برخلاف دو روش گذشته به اندازه ی آنها توانای شست و شوی Turbine  را ندارد .