Dieselmoottoreiden hyötysuhdetta koskevien vaatimusten kasvaessa turboahtimet altistuvat korkeammille lämpötiloille.Tämän seurauksena roottorin nopeus- ja lämpötilagradientit transienttitoiminnoissa ovat ankarampia ja siksi lämpö- ja keskipakojännitykset kasvavat.
Turboahtimien elinkaaren tarkempi määrittäminen on välttämätöntä turbiinin pyörän transienttilämpötilajakauman tarkka tunteminen.
Turboahtimien suuret lämpötilaerot turbiinin ja kompressorin välillä johtavat lämmön siirtymiseen turbiinista laakeripesän suuntaan.Tarkempi ratkaisu saatiin laskemalla nestettä tutkitun jäähdytysprosessin alussa ratkaisemalla väliaikaisesti kaikki yhtälöt.Tämän lähestymistavan tulokset täyttivät erittäin hyvin transientti- ja vakaan tilan mittaukset, ja kiinteän kappaleen transientti lämpökäyttäytyminen pystyttiin toistamaan tarkasti.
Toisaalta jo vuonna 2006 bensiinikäyttöisissä moottoreissa saavutettiin jopa 1050°C kaasun lämpötila.Turbiinin korkeampien tulolämpötilojen vuoksi termomekaaninen väsymys tuli enemmän huomion kohteeksi.Viime vuosina on julkaistu useita turboahtimien termomekaaniseen väsymiseen liittyviä tutkimuksia.Turbiinin pyörän numeerisesti ennustetun ja validoidun lämpötilakentän perusteella suoritettiin jännityslaskelmat ja tunnistettiin turbiinin pyörässä suuren lämpöjännityksen vyöhykkeet.On osoitettu, että lämpöjännityksen suuruus näillä vyöhykkeillä voi olla samalla alueella kuin pelkän keskipakojännityksen suuruus, mikä tarkoittaa, että termisesti indusoituvaa jännitystä ei voida jättää huomiotta radiaaliturbiinipyörän suunnitteluprosessissa.
https://www.syuancn.com/aftermarket-komatsu-turbine-wheel-ktr130-product/
Viite
Ayed, AH, Kemper, M., Kusterer, K., Tadesse, H., Wirsum, M., Tebbenhoff, O., 2013, "Numeeriset ja kokeelliset tutkimukset höyryn ohitusventtiilin transienttilämpökäyttäytymisestä höyryn lämpötiloissa, jotka ylittävät höyryn lämpötilan 700 °C“, ASME Turbo Expo GT2013-95289, San Antonio, USA
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, Dresden, 2006
Postitusaika: 13.3.2022