استفاده نانو پوشش های سد حرارتی در پره توربین گازی

استفاده نانو پوشش های سد حرارتی در پره توربین گازی

استفاده نانو پوشش های سد حرارتی در پره توربین گازی
با توسعه فناوری نانو می توان از نانو پوشش های سد حرارتی در پره توربین گازی استفاده کرد.
پره توربین در توربین های گازی باید از دمای بالا و برخورد مستقیم با گازهای احتراق حفظ شود و با به کارگیری پوشش محافظ، ضمن ایجاد یک سد حرارتی از تسریع خوردگی نیز جلوگیری کرد.
از جمله این پوشش ها که برای مهندسی قدرت و برای کارکرد بهتر توربین ها طراحی می شود پوشش های سد حرارتی یا TBC هستند.
فناوری نانو با ایجاد پوشش های سد حرارتی نانومتری می تواند بر مشکلات پوشش های متداول فائق آید و ضمن ایجاد پوششی مستحکم، پره را از شرایط دمای بسیار بالا و گاز احتراق که به شدت خورنده است، محافظت کند.
این پوشش ها به دلیل اینکه به صورت لایه نازک هستند، باعث ایجاد تنش های پسماند بسیار کمتری در پوشش شده و با مصرف کمتر مواد، هم هزینه ها را کاهش می دهند و هم استحکام مکانیکی و مقاومت به رشد ترک بالاتری دارند.
● استفاده از نانو پوشش های مقاوم به سایش در موتور و دیگر قطعات متحرک نیروگاه
وقتی یک قطره در توربین بخار به سطح پره برخورد کند فشار بسیار زیاد ناگهانی در مدت زمان کوتاهی تولید می شود. موج فشار باعث تغییر شکل پلاستیک مواد می شود.
تکرار این تغییر شکل پلاستیک باعث افزایش تنش داخلی شده و بعد از مدت زمان معینی، تمرکر تنش در بعضی از سطوح افزایش می یابد و از استحکام کشش ماده بالاتر می رود و آن گاه ترک شکل می گیرد.
همچنین بخش ها و قطعات زیادی در نیروگاه های فسیلی و آبی و هسته ای یاتاقان ها، محورهای چرخش را نام برد. انتخاب پوشش های مناسب که نیازهای قطعه را جهت کارکرد بهینه برآورده سازند در این قطعات ضروری به نظر می رسد.
امروزه دامنه جدیدی از پوشش ها با ساختار نانومتری توسعه یافته است که می توان خواص مهندسی ویژه ای را در لایه های سطحی به وجود آورد که در روش های کلاسیک مقدور نیست.
با تغییر ساختار میکروسکوپی پوشش ها و ایجاد نانو ذرات می توان مقاومت سایشی پوشش ها را افزایش داد. از جمله مزایای مواد نانومتری به خصوص به صورت نانوساختار عبارت از افزایش کیفیت خواص پوشش، افزایش طول عمر سرویس پوشش، سازگاری بیشتر با محیط زیست، مقاومت به سایش، اکسیداسیون و خوردگی به همراه مقاومت خوب به رشد ترک و شوک حرارتی است.

● کاربرد مواد مغناطیسی نانو ساختار در ژنراتور نیروگاه و الکتروموتورها و دیگر قطعات الکتریکی
مهم ترین بخش یک ژنراتور نیروگاهی مگنت آن است. همچنین در یک نیروگاه جهت سیلان هوا و آب و روغن و خنک کننده ها الکتروموتورهای زیادی در بخش های مختلف نیروگاه نصب شده است.
در هر نیروگاه، تعداد زیادی از پمپ های فراهم کننده آب سرویس در قسمت دستگاه اصلی و قسمتی از سیستم های کمکی، به عنوان مثال دستگاه تصفیه آب، وجود دارند.
مگنت های متداول بخشی از انرژی را به صورت نیروی اصطکاکی چرخش حوزه های مغناطیسی هدر داده و به صورت گرما آن را آزاد می کنند.
در سال های اخیر پدیده های جدیدی در نانوساختارهای مغناطیسی کشف شده است که سریعا نیز به کاربردهای تکنولوژیکی رسیده است. کاربردهای متنوع این نوع مواد بسیار گسترده است.
فناوری نانو توانسته است با تولید نانومگنت های تحول شگرفی در جهت کاهش یا حذف اتلاف انرژی در این ماشین ها ایجاد کند. از این رو با استفاده از نانومگنت ها در ژنراتور و الکتروموتورها می توان ضمن ایجاد نیروی الکتریکی بیشتر، هزینه تولید برق را کاهش داد و از اتلاف آن کاست.
NANOPERM آلیاژ پایه آهنی است که سریع سرد شده است و ریزساختاری بسیار ریز با دانه هایی در حد ۱۰ نانومتر دارد. این ریزساختار باعث بروز خواص مغناطیسی نرم فوق العاده ای می شود که با فرایندهای آتیل و اعمال میدان مغناطیسی خارجی در محدوده وسیعی قابل تغییر و کنترل است.
Finemet اولین ماده مغناطیسی نرم نانوکریستالی در جهان است که توسط شرکت هیتاچی متالز توسعه داده شده است. این ماده توسط سرد کردن سریع آلیاژی متشکل از آهن، سیلیسیم و بور به همراه مقادیر کم مس و نئبیم به دست می آید. با به کارگیری عملیات حرارتی در دماهای بالاتر از دمای تبلور مجدد این آلیاژ، نانوکریستال هایی در حد ۱۰ نانومتر تشکیل می دهد.

 

لینک دانلود کل مطلب مواد سرامیکی مورد استفاده

درنانو پوشش های سد حرارتی