لیست اختراعات علي سعدنيا
سيستم خنك‌كاري داخلي براي پره‌‌‌ي متحرك توربين گاز به گونه‌اي است كه فناوري به كار رفته در هر قسمت، متناسب با بار حرارتي اعمال شده از گازهاي داغ بر آن قسمت مي‌باشد. بدين ترتيب در نواحي كه داراي حساسيت پايين‌تري هستند، ميزان كمتري از سرمايش هواي خنك‌كاري صرف ميشود و همچنين در نواحي بحراني كه حساسيت بالاتري دارند، خنك‌كاري با شار بالاتري اعمال ميشود. با افزايش ميزان كارايي و بازده سيستم خنك‌كاري، مقدار دبي مصرفي سيال خنك‌كن كاهش مي‌يابد كه راندمان توربين را افزايش مي‌دهد. همچنين ماكزيمم دماي پره كاهش و توزيع يكنواخت‌تري براي دماي پره حاصل ميشود كه موجب افزايش عمر پره در دما‌هاي بالا ميشود. در روش‌هاي خنك‌كاري پيشين، خنك‌كاري پره بسيار غيريكنواخت بوده و باعث به وجود آمدن نقاط داغ در پره و كاهش عمر آن ميشود. چون لبه‌ي حمله در معرض بيشترين بار حرارتي از سمت گازهاي داغ است و حساسيت بالايي دارد، براي خنك‌كاري اين ناحيه از كانال مارپيچ جداگانه‌اي شامل ريب‌هاي V شكل به منظور افزايش ضريب انتقال حرارت استفاده ميشود. هواي عبوري از اين كانال مارپيچ ناحيه‌ي بالاي پره را خنك كرده و از قسمت بالايي لبه‌ي فرار خارج ميشود. به جز اين كانال مارپيچ، سيستم خنك‌كاري پره، شامل دو كانال مارپيچ ديگر نيز مي‌باشد كه وظيفه‌ي خنك‌كاري ناحيه‌ي مياني و لبه‌ي فرار پره را بر عهده دارند. در اين دو كانال مارپيچ براي خنك‌كاري ناحيه‌ي مياني پره، سطح مقطع بزرگ بوده و از تكنولوژي ريب با تراكم پايين و سطوح گسترده استفاده شده است تا از افت فشار زياد در اين نواحي جلوگيري شود. جريان اين دو كانال مارپيچ نيز در نهايت خنك‌كاري لبه‌ي فرار را تامين كرده و از مجراي انتهايي لبه‌ي فرار به جريان اصلي تخليه ميشود. خنك‌كاري لبه‌ي فرار نيز معمولاً از اهميت بالا برخوردار مي‌باشد زيرا به دليل نازك بودن پره در اين ناحيه، احتمال آسيب حرارتي بالا مي‌باشد. بدين جهت براي خنك‌كاري لبه‌ي فرار از تركيب ريب‌ها و آرايه‌اي از پين-فين‌ها با تراكم نسبتاً بالا استفاده شده است. نازك بودن پره در انتهاي لبه‌ي فرار استفاده از ريب‌ها را مشكل مي‌كند. اما پين-فين‌ها هم ضريب انتقال حرارت را به ميزان قابل توجهي افزايش مي‌دهند و هم نازك بودن پره مانعي براي ساخت آن‌ها نمي‌باشد.
اختراع حاضر يك سيستم خنك‌كاري جديد براي پره‌هاي متحرك توربين گاز جهت دستيابي به توزيع دماي يكنواخت، افزايش عمر قطعه و افزايش راندمان آيروديناميكي ارائه شده است. در اين اختراع سيستم خنك‌كاري شامل دو كانال مارپيچ داراي تكنولوژي خنك‌كاري ريب زاويهدار مي‌باشد و كل هواي خنك‌كاري از محل نوك پره تخليه ميشود. لذا افت راندمان ناشي از اختلاط هواي خنك‌كاري و گاز داغِ جريان اصلي به ميزان چشمگيري پايين است. ضخامت لبه‌ي فرار ايرفويل كاهش قابل ملاحظه‌اي نسبت به طرح‌هاي ديگر دارد كه اين مسئله راندمان آيروديناميكي ايرفويل را به دليل كاهش افت لبه‌ي فرار، افزايش مي‌دهد. به دليل عدم تخليه جريان خنك از لبه‌ي فرار و ضخامت پايين اين ناحيه، فاصله‌ي كانال جريان خنك داخل، از انتهاي لبه‌ي فرار قابل توجه خواهد بود و لذا خنك‌كاري اين ناحيه يك چالش بزرگ است. براي حل اين چالش كانال هواي خنك لبه‌ي فرار از طراحي خاص ريب‌هاي زاويهدار و نيز تزريق هواي تازه بدون گرمايش قبلي، بهره مي‌برد. در لبه‌ي حمله نيز از طراحي خاص ريب‌هاي V شكل با طول كوتاه استفاده شده است. اين طراحي علاوه بر اعمال افت فشار پايين بر جريان، با ايجاد جريان ثانويه عرضي به خوبي لبه‌ي حمله كه داراي بيشترين بارحرارتي است را خنك مي‌كند. در ناحيه مياني ايرفويل از كانال‌هاي با ريب‌هاي زاويهدار استفاده شده است كه با القاء ورتكس‌هاي عرضي، مقاومت جريان را در مقابل اثرات شتاب كريوليس افزايش داده و لذا توزيع خنك‌كاري يكنواخت‌تري حاصل مي‌گردد. اين طراحي با سازگار كردن خنك‌كاري داخلي با سطح تنش دوراني از يك سو و بارحرارتي از سوي ديگر، دبي مصرفي هواي خنك‌كاري را حداقل نموده است. به عبارت ديگر در هر ناحيه كه شار حرارتي بالايي از طرف گاز داغ بر پره اعمال ميشود، شدت خنك‌كاري از طرف هواي خنك‌كن داخلي در آن ناحيه بالاتر و از سوي ديگر در نواحي كه داراي شار حرارتي خارجي كمتر مي‌باشند، شدت خنك‌كاري داخلي پايين‌تر در نظر گرفته شده است تا از اتلاف پتانسيل خنك‌كاري هواي خنك‌كن در اين نواحي جلوگيري گردد. در اين راستا جريان خنك قبل از مصرف پتانسيل خنك‌كاري و بالا رفتن دماي آن، از لبه‌ي حمله و لبه‌ي فرار عبور داده ميشود تا شدت خنك‌كاري بالا براي اين نواحي اعمال گردد و سپس جريان خنك از نواحي مياني كه نياز به شدت خنك‌كاري پايين‌تري دارد عبور داده ميشود.
موارد یافت شده: 2