टरबाइन ब्लेड एक आकारित घटक है जो गतिशील द्रव से ऊर्जा को यांत्रिक शक्ति में परिवर्तित करने में मदद करता है। गैस या भाप टरबाइन में, घूमने वाले ब्लेड स्थिर पंखों के साथ मिलकर प्रवाह को निर्देशित करते हैं और रोटर को घुमाते हैं।
यद्यपि ब्लेड देखने में समान लग सकते हैं, लेकिन उनके डिज़ाइन टरबाइन के प्रकार, संचालन चरण, सामग्री और कार्य वातावरण के अनुसार भिन्न होते हैं। गर्म दहन गैस के संपर्क में आने वाले विमान इंजन के ब्लेड की आवश्यकताएँ नम-भाप क्षेत्र में संचालित होने वाले स्टीम टरबाइन ब्लेड से भिन्न होती हैं।
यह मार्गदर्शिका टरबाइन ब्लेड के कार्य, प्रकार, प्रमुख डिज़ाइन विशेषताओं, सामग्रियों और निरीक्षण संबंधी बातों की व्याख्या करती है। इसमें यह भी बताया गया है कि किसी ब्लेड परियोजना पर निर्माता के साथ चर्चा करते समय इंजीनियरों और खरीदारों को किन बातों पर ध्यान देना चाहिए।
टरबाइन ब्लेड क्या होता है?
टरबाइन ब्लेड एक वायुकोश के आकार का घटक है जो बहते हुए द्रव के साथ क्रिया करता है। घूमता हुआ ब्लेड प्रवाह से रोटर को ऊर्जा स्थानांतरित करता है, जबकि स्थिर फलक ब्लेड की पंक्ति में प्रवेश करने या उससे बाहर निकलने वाले प्रवाह को निर्देशित और नियंत्रित करता है।
घूर्णनशील ब्लेड और स्थिर फलक
एक घूमने वाला ब्लेड डिस्क, ड्रम या किसी अन्य रोटर संरचना से जुड़ा होता है। जब गैस या भाप ब्लेड की पंक्ति से गुजरती है, तो प्रवाह की दिशा बदल जाती है और ऊर्जा घूमने वाले ढांचे में स्थानांतरित हो जाती है। इसके बाद शाफ्ट कंप्रेसर, जनरेटर, प्रोपेलर या अन्य उपकरण चला सकता है।
एक स्थिर वेन शाफ्ट के साथ नहीं घूमती है। यह आसपास की संरचना द्वारा समर्थित होती है और कार्यशील द्रव को अगली पंक्ति की ओर निर्देशित करती है। टरबाइन में, दबाव कम होने पर वेन मार्ग प्रवाह को गति भी दे सकता है।
ब्लेड की पहचान कैसे की जाती है?
रोजमर्रा के उपयोग में, "ब्लेड" शब्द का प्रयोग घूमने वाले या स्थिर एयरफ़ॉइल दोनों के लिए किया जा सकता है। इंजीनियरिंग और खरीद के लिए यह अंतर महत्वपूर्ण है क्योंकि दोनों घटकों की माउंटिंग व्यवस्था, भार और कार्य अलग-अलग होते हैं।
एयरफ़ॉइल का आकार घटक का केवल एक हिस्सा है। इसका मूल, प्लेटफ़ॉर्म, शीर्ष और कोई भी शीतलन या सीलिंग सुविधाएँ भी आसपास के संयोजन के अनुरूप होनी चाहिए।
टरबाइन ब्लेड का उपयोग किसलिए किया जाता है?
टरबाइन ब्लेड का उपयोग गतिशील गैस या भाप से ऊर्जा निकालने और उस ऊर्जा को घूर्णनशील शाफ्ट में स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है। शाफ्ट की शक्ति विमान प्रणोदन या बिजली उत्पादन जैसे बड़े सिस्टम के कार्यों को संचालित करती है।
विमान और औद्योगिक गैस टर्बाइन
विमान के गैस टरबाइन में, गर्म गैस के टरबाइन में प्रवेश करने से पहले ईंधन संपीड़ित हवा में जलता है। टरबाइन उस गैस की ऊर्जा का एक हिस्सा कंप्रेसर को चलाने के लिए उपयोग करता है और इंजन के डिज़ाइन के आधार पर, पंखे, प्रोपेलर या अन्य उपकरणों को भी चलाता है।
औद्योगिक गैस टरबाइन में, शाफ्ट पावर जनरेटर या यांत्रिक लोड को चला सकती है। ब्लेड का डिज़ाइन मशीन के संचालन प्रोफ़ाइल, ईंधन वातावरण, रखरखाव रणनीति और अपेक्षित आउटपुट के अनुरूप होना चाहिए।
भाप टर्बाइन
स्टीम टरबाइन ब्लेड दहन गैस के बजाय भाप का उपयोग करके ऊर्जा स्थानांतरण का कार्य करता है। स्थिर और घूर्णनशील पंक्तियाँ टरबाइन से गुजरते समय भाप को दिशा देती हैं और घुमाती हैं। शाफ्ट का उपयोग विद्युत जनरेटर या अन्य मशीनरी चलाने के लिए किया जा सकता है।
टरबाइन ब्लेड और कंप्रेसर ब्लेड
टरबाइन और कंप्रेसर ब्लेड दोनों ही एयरफ़ॉइल आकार के हो सकते हैं, लेकिन उनकी भूमिकाएँ भिन्न होती हैं।
कंप्रेसर शाफ्ट पावर प्राप्त करता है और आने वाली गैस का दबाव बढ़ाने के लिए घूमने वाले ब्लेड का उपयोग करता है। टरबाइन प्रवाह से ऊर्जा निकालता है और शाफ्ट पावर प्रदान करता है। इनके ब्लेड के आकार, सामग्री, तापमान और भार की स्थितियाँ इन अलग-अलग कार्यों को ध्यान में रखकर डिज़ाइन की जाती हैं।
विमान इंजन के अग्रभाग में लगा पंखे का ब्लेड, गर्म भाग में लगे टरबाइन ब्लेड से भिन्न होता है। किसी चित्र या प्रतिस्थापन पुर्जे पर चर्चा करते समय, केवल "ब्लेड" शब्द पर निर्भर रहने के बजाय इंजन के वास्तविक भाग की पहचान करें।
टरबाइन ब्लेड के मुख्य प्रकार क्या हैं?
टरबाइन ब्लेडों को उनकी गति, टरबाइन चरण, कार्यशील द्रव और ऊर्जा-रूपांतरण डिज़ाइन के आधार पर वर्गीकृत किया जा सकता है। ये वर्गीकरण किसी घटक के विभिन्न पहलुओं का वर्णन करते हैं, इसलिए एक ही ब्लेड एक से अधिक श्रेणियों में आ सकता है।
घूर्णनशील ब्लेड और स्थिर फलक
घूर्णनशील ब्लेड रोटर असेंबली का हिस्सा होते हैं। ये कार्यशील द्रव से बल प्राप्त करते हैं और शाफ्ट को टॉर्क स्थानांतरित करते हैं। इनके मूल या अभिन्न जोड़ इच्छित एयरफ़ॉइल स्थिति को बनाए रखते हुए परिणामी भार वहन करने में सक्षम होते हैं।
स्थिर फलक एक आवरण या सहायक संरचना से जुड़े होते हैं। वे प्रवाह को घूर्णनशील पंक्ति में निर्देशित करते हैं और आवश्यक प्रवेश परिस्थितियाँ स्थापित करने में सहायता करते हैं। उन पर ऊष्मीय और वायुगतिकीय भार भी पड़ता है, लेकिन वे गतिशील फलक के समान घूर्णी भार वहन नहीं करते हैं।
ड्राइंग में प्रयुक्त शब्द निर्माता के अनुसार भिन्न-भिन्न होते हैं। एक स्थिर एयरफ़ॉइल को वेन, नोजल वेन, गाइड वेन या फिक्स्ड ब्लेड कहा जा सकता है। शब्दावली को समझने के लिए घटक के स्थान और माउंटिंग व्यवस्था की पुष्टि अवश्य करें।
उच्च दबाव और निम्न दबाव वाले टरबाइन ब्लेड
विमान के गैस टर्बाइनों में आमतौर पर उच्च दबाव और निम्न दबाव वाले टर्बाइन खंड होते हैं। इनकी सटीक व्यवस्था इंजन पर निर्भर करती है।
उच्च दाब वाले टरबाइन ब्लेड दहनक के निकट स्थित होते हैं और विशेष रूप से कठोर तापीय परिस्थितियों का सामना कर सकते हैं। इनके डिज़ाइन में आंतरिक शीतलन और सुरक्षात्मक कोटिंग शामिल हो सकती है।
कम दबाव वाले टरबाइन ब्लेड धारा के अधिक अनुप्रवाह पर संचालित होते हैं। इनका तापमान और भार वातावरण भिन्न होता है, और कुछ डिज़ाइनों में इनकी ज्यामिति लंबी या अधिक घुमावदार हो सकती है। कुछ चुनिंदा कम दबाव वाले टरबाइन अनुप्रयोगों में टाइटेनियम एल्युमिनाइड सामग्री का उपयोग किया जाता है, जहाँ डिज़ाइन और निर्माण प्रक्रिया इसकी अनुमति देती है।
ये श्रेणियां घटक के स्थान को दर्शाती हैं। ये सभी इंजनों के लिए एक सार्वभौमिक सामग्री या ज्यामिति को परिभाषित नहीं करती हैं।
इम्पल्स और रिएक्शन ब्लेडिंग
आवेग और प्रतिक्रिया यह वर्णन करते हैं कि टरबाइन के विभिन्न चरणों में दबाव परिवर्तन और ऊर्जा हस्तांतरण किस प्रकार वितरित होते हैं।
आदर्श आवेग अवस्था में, अधिकांश दाब में कमी स्थिर नोजल में होती है। परिणामस्वरूप प्रवाह गतिशील ब्लेड पंक्ति से गुजरते हुए दिशा बदलता है और बल उत्पन्न करता है।
प्रतिक्रिया चरण में, गतिशील ब्लेड मार्ग के माध्यम से दबाव भी कम हो जाता है। इसलिए रोटर गतिशील पंक्ति के माध्यम से प्रवाह के घुमाव और विस्तार दोनों के प्रभावों का अनुभव करता है।
व्यवहारिक टरबाइन चरण हमेशा पूरी तरह से आवेग या पूरी तरह से प्रतिक्रिया पर आधारित नहीं होते हैं। उनकी प्रतिक्रिया की मात्रा डिज़ाइन के अनुसार और कुछ मामलों में ब्लेड की लंबाई के साथ भी भिन्न हो सकती है। ये शब्द चरण को समझने में उपयोगी हैं, लेकिन ये संपूर्ण डिज़ाइन परिभाषा का स्थान नहीं लेते हैं।
गैस टरबाइन और स्टीम टरबाइन ब्लेड
गैस टरबाइन का ब्लेड दहन प्रक्रिया से उत्पन्न गर्म गैस के संपर्क में आता है। सामग्री का चयन, शीतलन, ऑक्सीकरण और ऊष्मीय थकान महत्वपूर्ण चिंता का विषय हो सकते हैं, विशेष रूप से गर्म भागों में।
स्टीम टरबाइन का ब्लेड मशीन के अंदर फैलती हुई भाप के साथ परस्पर क्रिया करता है। प्रवेश बिंदु से निकास बिंदु तक स्थितियाँ बदलती रहती हैं। चरण के आधार पर, डिज़ाइनरों को उच्च तापमान पर मजबूती, जंग, नमी या पानी की बूंदों से होने वाले क्षरण जैसी समस्याओं का समाधान करना पड़ सकता है।
अतः स्टीम टरबाइन ब्लेड की पहचान उसके चरण और परिचालन वातावरण के आधार पर की जानी चाहिए। अपेक्षाकृत शुष्क, गर्म क्षेत्र से प्राप्त ब्लेड के लिए वही डिज़ाइन प्राथमिकताएँ नहीं हो सकती हैं जो नम-भाप वाले क्षेत्र के निकट संचालित होने वाले लंबे ब्लेड के लिए होती हैं।
इन वर्गीकरणों का आपस में क्या संबंध है?
निम्नलिखित श्रेणियां टरबाइन ब्लेड के विभिन्न पहलुओं का वर्णन करती हैं। उदाहरण के लिए, एक घटक कम दबाव वाले टरबाइन में घूमने वाला ब्लेड हो सकता है और साथ ही प्रतिक्रिया की एक विशेष डिग्री वाले चरण से भी संबंधित हो सकता है।
| वर्गीकरण | उदाहरण | यह क्या वर्णन करता है |
| आंदोलन | घूमने वाला ब्लेड या स्थिर फलक | क्या घटक रोटर के साथ घूमता है |
| इंजन अनुभाग | उच्च दाब या निम्न दाब टरबाइन | टरबाइन के भीतर स्थान |
| मंच व्यवहार | आवेग या प्रतिक्रिया | दबाव में कमी और प्रवाह के मुड़ने का वितरण |
| कार्यात्मक द्रव | दहन गैस या भाप | ऑपरेटिंग वातावरण |
टरबाइन ब्लेड के मुख्य भाग कौन-कौन से हैं?
टरबाइन ब्लेड की मुख्य विशेषताएं एयरफ़ॉइल, रूट, प्लेटफ़ॉर्म और टिप हैं। कुछ ब्लेड में आवरण, शीतलन मार्ग या अन्य विशेषताएं भी होती हैं जो असेंबली और संचालन वातावरण के लिए आवश्यक होती हैं।
airfoil
एयरफ़ॉइल वह आकारित भाग है जो कार्यशील द्रव के साथ परस्पर क्रिया करता है। इसमें दबाव और चूषण सतहें, एक अग्रणी किनारा और एक अनुगामी किनारा शामिल होते हैं।
इसका आकार प्रवाह की दिशा और वेग को बदल देता है। इसका अनुभाग, मोटाई, वक्रता और अभिविन्यास वायुगतिकीय व्यवहार और संरचनात्मक मजबूती दोनों को प्रभावित करते हैं।
किसी ब्लेड में उसकी लंबाई के साथ-साथ कई परिभाषित एयरफ़ॉइल खंड हो सकते हैं। केवल समग्र लंबाई और चौड़ाई का निरीक्षण करके यह निर्धारित नहीं किया जा सकता कि वे खंड डिज़ाइन के अनुरूप हैं या नहीं।
जड़
रूट, घूमने वाले ब्लेड को रोटर से जोड़ता है। इसे ब्लेड की स्थिति और दिशा को बनाए रखते हुए भार वहन करना होता है।
रूट डिज़ाइन में डॉवेटेल और फ़िर-ट्री जैसे कई प्रकार शामिल हैं। चुनाव भार वहन क्षमता, संयोजन आवश्यकताओं, सामग्री और निर्माता के डिज़ाइन पर निर्भर करता है।
रूट और एयरफ़ॉइल के बीच का संबंध अत्यंत महत्वपूर्ण है। यदि एयरफ़ॉइल को माउंटिंग फीचर्स के सापेक्ष गलत तरीके से स्थापित किया गया है, तो अकेले सही माप से भी उचित प्रदर्शन की गारंटी नहीं मिलती।
कुछ ब्लेड वाले पुर्जे ब्लेड और डिस्क को एक एकीकृत संरचना के रूप में उपयोग करके निर्मित किए जाते हैं। ऐसे मामलों में, अलग-अलग अटैचमेंट रूट को संबंधित एकीकृत ज्यामिति से बदल दिया जाता है।
मंच
यह प्लेटफॉर्म कार्यशील द्रव पथ और ब्लेड अटैचमेंट क्षेत्र के बीच की सीमा का हिस्सा है। इसकी ज्यामिति प्रवाह पथ की निरंतरता और आसन्न घटकों के आपस में जुड़ने के तरीके को प्रभावित कर सकती है।
इस प्लेटफॉर्म में ऐसे फीचर्स भी हो सकते हैं जो इच्छित असेंबली या सीलिंग व्यवस्था में योगदान करते हैं। इसका सटीक स्वरूप ब्लेड के डिजाइन पर निर्भर करता है।
टिप और कफ़न
टिप, एयरफ़ॉइल का बाहरी सिरा होता है। डिज़ाइन के आधार पर, घूर्णनशील ब्लेड और आसपास की संरचना के बीच रिसाव को नियंत्रित करने के लिए एक क्लीयरेंस या सीलिंग व्यवस्था का उपयोग किया जाता है।
कुछ ब्लेडों में आवरण या टिप फीचर शामिल होता है। आवरण, असेंबली के आधार पर, रिसाव नियंत्रण या कंपन व्यवहार में योगदान दे सकता है। हर टरबाइन ब्लेड में यह नहीं होता, इसलिए इसे वास्तविक ड्राइंग में दर्शाया जाना चाहिए।
टरबाइन ब्लेड का डिज़ाइन प्रदर्शन को कैसे प्रभावित करता है?
टरबाइन ब्लेड का डिज़ाइन इस बात को नियंत्रित करता है कि कार्यशील द्रव ब्लेड के मार्ग में कैसे प्रवेश करता है, घूमता है और बाहर निकलता है, साथ ही तनाव और क्लीयरेंस को निर्धारित सीमाओं के भीतर रखता है। इंजीनियरों को वायुगतिकीय आकार, संरचनात्मक भार, तापमान, संयोजन और विनिर्माण सभी पहलुओं पर एक साथ विचार करना चाहिए।
एयरफ़ॉइल का आकार और प्रवाह की दिशा
एयरफ़ॉइल प्रोफ़ाइल यह निर्धारित करती है कि ब्लेड आने वाले प्रवाह के साथ कैसे प्रतिक्रिया करता है। डिज़ाइनर प्रवेश और निकास कोणों, स्थानीय वक्रता, मोटाई और अग्रणी और अनुगामी किनारों के आकार पर विचार करते हैं।
यदि वास्तविक आकार डिज़ाइन से भिन्न होता है, तो प्रवाह में अनपेक्षित अवरोध, स्थानीय हानियाँ या भार वितरण में परिवर्तन हो सकते हैं। इसका सटीक प्रभाव ब्लेड और टरबाइन में उसकी स्थिति पर निर्भर करता है।
प्रोफाइल में अपेक्षित तनावों को सहन करने के लिए पर्याप्त सामग्री होनी चाहिए। किनारे को पतला करने से प्रवाह प्रभावित हो सकता है, लेकिन इससे टिकाऊपन और निर्माण में कठिनाई भी बदल सकती है। इसलिए, आवश्यक आकार को केवल "तेज" या "चिकना" के रूप में वर्णित करने के बजाय स्पष्ट रूप से परिभाषित किया जाना चाहिए।
ब्लेड का घुमाव लंबाई के साथ
कई ब्लेड मुड़े हुए होते हैं क्योंकि ब्लेड की परिधीय गति त्रिज्या के साथ बदलती रहती है। परिणामस्वरूप, घूमने वाले ब्लेड द्वारा देखा जाने वाला प्रवाह कोण जड़ और सिरे के बीच भिन्न हो सकता है।
घुमाव की मदद से स्थानीय एयरफ़ॉइल अनुभागों को उनकी इच्छित प्रवाह स्थितियों के अनुसार उन्मुख किया जा सकता है। आवश्यक वितरण टरबाइन के वायुगतिकीय डिज़ाइन और पूरे क्षेत्र में कार्य निष्कर्षण के तरीके पर निर्भर करता है।
हर ब्लेड में स्पष्ट घुमाव नहीं होता। एक छोटा ब्लेड या अलग प्रवाह डिज़ाइन के लिए सेक्शन कोण में अपेक्षाकृत कम परिवर्तन की आवश्यकता हो सकती है। सही ज्यामिति डिज़ाइन मॉडल और ड्राइंग से प्राप्त होती है, न कि इस सामान्य नियम से कि प्रत्येक टरबाइन ब्लेड में घुमाव होना चाहिए।
भार और कंपन
घूर्णनशील ब्लेड अपकेंद्रीय भार के साथ-साथ वायुगतिकीय और ऊष्मीय भार का भी अनुभव करते हैं। कंपन से बार-बार तनाव उत्पन्न हो सकता है, इसलिए डिज़ाइनर ब्लेड और उसके अटैचमेंट का मूल्यांकन संपूर्ण असेंबली के भाग के रूप में करते हैं।
अपेक्षित परिचालन चक्र भी मायने रखता है। चालू करना, बंद करना और भार में परिवर्तन से बार-बार यांत्रिक और ऊष्मीय तनाव उत्पन्न हो सकते हैं, जिन्हें स्थिर परिचालन स्थिति के साथ-साथ ध्यान में रखना आवश्यक है।
टिप क्लीयरेंस और रिसाव
घूर्णनशील ब्लेड और उसके आसपास की संरचना के बीच परस्पर क्रिया के लिए क्लीयरेंस महत्वपूर्ण है। अत्यधिक रिसाव प्रदर्शन को प्रभावित कर सकता है, जबकि अपर्याप्त क्लीयरेंस कुछ परिचालन स्थितियों में संपर्क उत्पन्न कर सकता है।
विस्तार, विक्षेपण, विनिर्माण भिन्नता और संयोजन स्थिति, ये सभी उपलब्ध क्लीयरेंस को प्रभावित करते हैं। ये आवश्यकताएँ सीधे विनिर्माण से जुड़ी होती हैं क्योंकि स्वीकृति के लिए निर्दिष्ट स्थिति में टिप की ज्यामिति और जड़ के साथ उसके संबंध को नियंत्रित किया जाना आवश्यक है।
टरबाइन ब्लेड बनाने में किन सामग्रियों का उपयोग किया जाता है?
टरबाइन ब्लेड की सामग्री का चयन उनके परिचालन वातावरण और भार के आधार पर किया जाता है। सामान्य विकल्पों में गैस टरबाइन के कठिन चरणों के लिए निकल-आधारित सुपरअलॉय, कई स्टीम टरबाइन अनुप्रयोगों के लिए ताप-प्रतिरोधी स्टील और उपयुक्त अनुप्रयोगों के लिए चुनिंदा टाइटेनियम-आधारित सामग्री शामिल हैं।
निकेल-आधारित सुपरअलॉय
निकेल-आधारित सुपरअलॉय का उपयोग कई हॉट-सेक्शन गैस टरबाइन ब्लेड में किया जाता है क्योंकि वे उच्च तापमान पर मजबूती और क्रीप प्रतिरोध प्रदान कर सकते हैं।
वास्तविक गुणधर्म मिश्रधातु, सामग्री की स्थिति और निर्माण प्रक्रिया पर निर्भर करते हैं। कुछ डिज़ाइनों में निर्दिष्ट व्यवहार प्राप्त करने के लिए नियंत्रित ढलाई संरचनाओं और ऊष्मा उपचार की आवश्यकता होती है।
ऊष्मा प्रतिरोधी और स्टेनलेस स्टील
कई स्टीम टर्बाइन ब्लेड अनुप्रयोगों में ताप-प्रतिरोधी और स्टेनलेस स्टील का उपयोग किया जाता है। इनका चयन तापमान, भाप की स्थिति, संक्षारण के संपर्क और आवश्यक सामग्री की स्थिति पर निर्भर करता है।
टरबाइन के विभिन्न चरणों को अलग-अलग परिस्थितियों का सामना करना पड़ सकता है। उच्च तापमान वाले चरण के लिए चुनी गई सामग्री को नम-भाप वाले क्षेत्र के लिए उपयुक्त मान लेना स्वतः उचित नहीं है।
टाइटेनियम-आधारित सामग्री
टाइटेनियम एल्युमिनाइड का उपयोग चुनिंदा निम्न-दबाव वाले टरबाइन ब्लेड डिजाइनों में किया जाता है जहां कम घनत्व मूल्यवान होता है और सामग्री परिचालन स्थितियों के लिए उपयुक्त होती है।
पंखे और कंप्रेसर के घटकों में पारंपरिक टाइटेनियम मिश्र धातुएं भी आम हैं, लेकिन उन घटकों को हॉट-सेक्शन टरबाइन ब्लेड के साथ भ्रमित नहीं किया जाना चाहिए।
सामग्री विनिर्देश आवश्यकताएँ
उत्पादन ड्राइंग के लिए केवल सामग्री के नाम ही पर्याप्त नहीं हैं। विनिर्देश में सटीक ग्रेड, ताप उपचार, दाने की संरचना, कोटिंग्स और सत्यापन संबंधी आवश्यकताओं को भी परिभाषित करना आवश्यक हो सकता है।
अधिक विस्तृत तुलना के लिए, देखें टरबाइन ब्लेड किससे बने होते हैं?
कुछ टरबाइन ब्लेडों को शीतलन और कोटिंग की आवश्यकता क्यों होती है?
कुछ गर्म सतह वाले ब्लेड अपने परिचालन वातावरण को नियंत्रित करने के लिए शीतलन मार्ग, सतह पर छेद और सुरक्षात्मक कोटिंग का उपयोग करते हैं। इनमें से प्रत्येक विशेषता की आवश्यकता ब्लेड के तापमान, सामग्री, स्थान और स्वीकृत डिज़ाइन पर निर्भर करती है।
आंतरिक शीतलन और फिल्म शीतलन
आंतरिक शीतलन मार्ग चुनिंदा ब्लेडों के माध्यम से शीतलन द्रव प्रवाहित करते हैं ताकि ऊष्मा को दूर किया जा सके। कुछ गैस टर्बाइनों में, शीतलन वायु कंप्रेसर से आपूर्ति की जाती है।
फिल्म कूलिंग तकनीक में बाहरी सतह के पास ठंडी हवा पहुंचाने के लिए सतह पर छोटे-छोटे छेदों का उपयोग किया जाता है। छेद की स्थिति, दिशा और अवस्था महत्वपूर्ण होती है क्योंकि ये इस बात को प्रभावित करती हैं कि ठंडी हवा इच्छित क्षेत्र तक कैसे पहुंचती है।
उत्पादन और निरीक्षण के लिए, एक चिकनी बाहरी सतह यह साबित नहीं करती कि आंतरिक मार्ग सुगम हैं या शीतलन छिद्र चित्र के अनुरूप हैं। इन आवश्यकताओं के लिए उपयुक्त सत्यापन विधियों की आवश्यकता होती है।
थर्मल बैरियर कोटिंग्स
थर्मल बैरियर कोटिंग एक सुरक्षात्मक कोटिंग प्रणाली है। यह आंतरिक शीतलन मार्ग के समान नहीं है, हालांकि दोनों का उपयोग एक ही ब्लेड पर किया जा सकता है।
कोटिंग का प्रदर्शन सब्सट्रेट, तैयारी, परत प्रणाली और परिचालन स्थितियों पर निर्भर करता है। आवश्यक कोटिंग को संपूर्ण घटक डिजाइन के भाग के रूप में निर्दिष्ट किया जाना चाहिए।
डिजाइन के अनुसार शीतलन की आवश्यकताएं भिन्न-भिन्न होती हैं।
हर टरबाइन ब्लेड के लिए एक जैसी शीतलन व्यवस्था की आवश्यकता नहीं होती है। कुछ डिज़ाइनों में आंतरिक शीतलन मार्ग नहीं होते हैं, जबकि अन्य में कोटिंग के साथ आंतरिक और बाहरी शीतलन का संयोजन होता है।
ब्लेड के चित्र की समीक्षा करते समय, यह मान लेने के बजाय कि प्रत्येक ब्लेड एक ही व्यवस्था का उपयोग करता है, आवश्यक शीतलन सुविधाओं और उनकी स्वीकृति विधियों की पहचान करें।
टरबाइन ब्लेड का निर्माण और निरीक्षण कैसे किया जाता है?
डिजाइन और सामग्री की आवश्यकताओं के आधार पर टरबाइन ब्लेड ढलाई, फोर्जिंग या ठोस सामग्री से बनाए जा सकते हैं। इसके बाद मशीनिंग, फिनिशिंग और निरीक्षण द्वारा निर्दिष्ट विशेषताओं और सामग्री की स्थिति को स्थापित और सत्यापित किया जाता है।
प्रारंभिक सामग्री और विनिर्माण मार्ग
कुछ उच्च तापमान वाले टरबाइन ब्लेड निवेश ढलाई (इन्वेस्टमेंट कास्टिंग) से शुरू होते हैं। ढलाई प्रक्रिया से लगभग सटीक एयरफ़ॉइल बनाया जा सकता है और डिज़ाइन किए जाने पर आंतरिक मार्ग भी बनाए जा सकते हैं। कुछ ब्लेडों के लिए दिशात्मक रूप से ठोस या एकल-क्रिस्टल संरचनाओं की आवश्यकता होती है।
अन्य ब्लेड या विकास घटकों को ठोस सामग्री से मशीनिंग द्वारा या फोर्जिंग द्वारा निर्मित किया जा सकता है। चयनित विधि सामग्री विनिर्देश और इच्छित उपयोग के अनुरूप होनी चाहिए। केवल एक समान बाहरी आकार से ही अपेक्षित ढलाई दानेदार संरचना का पुनरुत्पादन नहीं हो जाता।
मशीनिंग और फिनिशिंग
मशीनिंग द्वारा अटैचमेंट फीचर्स, प्लेटफॉर्म, टिप्स और चुनिंदा एयरफ़ॉइल सतहों का निर्माण या फिनिशिंग की जा सकती है। पतले सेक्शन और बदलती वक्रता के लिए वर्कहोल्डिंग, टूल एक्सेस, कटिंग फोर्स और सतह की स्थिति पर ध्यान देना आवश्यक है।
इस प्रक्रिया में एयरफ़ॉइल और अटैचमेंट फ़ीचर्स के बीच संबंध को भी संरक्षित रखना आवश्यक है। फ़िनिशिंग संबंधी आवश्यकताओं में शामिल सतहों और सामग्री हटाने की किसी भी सीमा का उल्लेख होना चाहिए।
निरीक्षण और स्वीकृति
निरीक्षण में निर्देशांक माप, ऑप्टिकल स्कैनिंग, सामग्री सत्यापन और अन्य निर्दिष्ट परीक्षण शामिल हो सकते हैं। विधि मूल्यांकन की जा रही विशेषता के अनुरूप होनी चाहिए। उदाहरण के लिए, बाहरी प्रोफाइल निरीक्षण से आंतरिक मार्ग या सामग्री की स्थिति स्वतः सत्यापित नहीं हो जाती।
एक उपयोगी निरीक्षण योजना में आधार प्रणाली, माप क्षेत्र, स्वीकृति मानदंड और माप के समय पुर्जे की स्थिति को परिभाषित किया जाता है। इससे रिपोर्ट की गई ज्यामिति को ब्लेड के संयोजन के तरीके से जोड़ने में मदद मिलती है।
विनिर्माण अनुक्रम के बारे में अधिक जानकारी के लिए, देखें टरबाइन ब्लेड कैसे बनाए जाते हैं? और ब्लेड मशीनिंग: सामग्री, टूलपाथ और निरीक्षण ।
आपको टरबाइन ब्लेड निर्माताओं का मूल्यांकन कैसे करना चाहिए?
किसी टर्बाइन ब्लेड निर्माता का मूल्यांकन उसके विशिष्ट भाग, सामग्री, निर्माण प्रक्रिया, निरीक्षण आवश्यकताओं और इच्छित अनुप्रयोग के आधार पर करें। सबसे उपयोगी तुलना प्रत्येक आपूर्तिकर्ता के लिए समान ड्राइंग संशोधन और कार्यक्षेत्र पर आधारित होती है।
विनिर्माण के दायरे को परिभाषित करें
सबसे पहले यह निर्धारित करें कि आपूर्तिकर्ता से आपूर्ति किए गए खाली पुर्जे की मशीनिंग करने, एक पूर्ण घटक का उत्पादन करने या विकास नमूने के लिए सहायता प्रदान करने के लिए कहा जा रहा है या नहीं। प्रत्येक कार्य के लिए अलग-अलग उपकरण, दस्तावेज़ और प्रक्रिया नियंत्रण की आवश्यकता होती है।
कीमतों की तुलना करने से पहले सामग्री के स्वरूप और स्थिति पर चर्चा करें। ग्राहक द्वारा आपूर्ति किए गए स्टॉक की मशीनिंग के लिए दिया गया कोटेशन, योग्य ढलाई, ताप उपचार, कोटिंग और अंतिम निरीक्षण सहित कोटेशन के सीधे समकक्ष नहीं होता है।
आपूर्तिकर्ता की क्षमताओं और दस्तावेजों की समीक्षा करें
नीचे दिए गए प्रश्न आवश्यक कार्यक्षेत्र को परिभाषित करने और यह पहचानने में मदद करते हैं कि प्रस्ताव में कौन-कौन से कार्य शामिल हैं।
| मूल्यांकन क्षेत्र | स्पष्टीकरण हेतु प्रश्न |
| घटक | क्या यह भाग एक घूर्णनशील ब्लेड है, स्थिर फलक है, या एकीकृत ब्लेड वाला घटक है? |
| सामग्री | इसमें किस सटीक ग्रेड, प्रारंभिक रूप, ताप उपचार और दाने की संरचना का उल्लेख किया गया है? |
| विनिर्माण | इसमें कौन-कौन से ऑपरेशन शामिल हैं, और किन ऑपरेशनों के लिए किसी अनुमोदित विशेषज्ञ की आवश्यकता होती है? |
| ज्यामिति | एयरफॉइल, रूट, टिप और उनके आपसी संबंधों को कैसे नियंत्रित किया जाएगा? |
| निरीक्षण | किन विशेषताओं का मापन किया जाएगा और किन रिपोर्टों की आवश्यकता होगी? |
| विशेष सुविधाएँ | क्या ऑर्डर में शीतलन प्रक्रिया, कोटिंग या अन्य प्रक्रियाएं शामिल हैं? |
| दस्तावेज़ीकरण | पता लगाने की क्षमता, सामग्री प्रमाण पत्र और ग्राहक अनुमोदन के लिए क्या-क्या आवश्यक है? |
| परियोजना की स्थिति | क्या यह भाग एक दृश्य मॉडल, प्रक्रिया परीक्षण, प्रोटोटाइप या सेवा-उद्देश्यित घटक है? |
प्रस्तावों की तुलना समान आवश्यकताओं के आधार पर करें।
मौजूदा उपकरणों के लिए, डिज़ाइनर और संबंधित इंजीनियरिंग संगठन स्वीकृति आवश्यकताओं को परिभाषित करते हैं। किसी भी वैकल्पिक सामग्री या प्रक्रिया का उपयोग करने से पहले, उसे संबंधित प्रक्रिया के माध्यम से समीक्षा और अनुमोदन प्राप्त करना आवश्यक है।
स्पष्ट अनुरोध से आपूर्तिकर्ता को यह पहचानने में मदद मिलती है कि वह कौन सा काम कर सकता है और किन आवश्यकताओं पर आगे विचार करने की आवश्यकता है। इससे खरीदारों को कोटेशन की तुलना करने का बेहतर आधार भी मिलता है।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
टरबाइन ब्लेड और वेन में क्या अंतर है?
टरबाइन का ब्लेड रोटर के साथ घूमता है और प्रवाह से ऊर्जा को शाफ्ट में स्थानांतरित करता है। वेन स्थिर रहता है और प्रवाह को ब्लेड की पंक्ति की ओर या उससे दूर निर्देशित करता है।
कुछ टरबाइन ब्लेड मुड़े हुए क्यों होते हैं?
घूमने वाले ब्लेड की गति और प्रवाह कोण जड़ से सिरे तक बदलते रहते हैं। घुमाव प्रत्येक एयरफ़ॉइल अनुभाग को उसकी स्थानीय प्रवाह स्थितियों के अनुसार उन्मुख करने में मदद करता है। आवश्यक घुमाव डिज़ाइन पर निर्भर करता है।
गैस और स्टीम टर्बाइन ब्लेड में क्या अंतर है?
गैस टरबाइन ब्लेड गर्म दहन गैस के संपर्क में आते हैं, जबकि स्टीम टरबाइन ब्लेड फैलती हुई भाप के संपर्क में आते हैं। इनकी सामग्री, शीतलन की आवश्यकताएं और संक्षारण या क्षरण का जोखिम संचालन के चरण पर निर्भर करता है।
निष्कर्ष
टरबाइन ब्लेड गैस या भाप से ऊर्जा को रोटर की शक्ति में परिवर्तित करता है। इसका कार्य स्थिर वैन, एयरफ़ॉइल ज्यामिति, अटैचमेंट, सामग्री और परिचालन वातावरण सहित संपूर्ण चरण पर निर्भर करता है। इन विशेषताओं को समझने से इंजीनियरों और खरीदारों को पुर्जे और उसकी स्वीकृति आवश्यकताओं को परिभाषित करने में मदद मिलती है।
TiRapid इंजीनियरिंग घटकों के लिए अनुकूलित CNC मशीनिंग सेवाएं प्रदान करता है। अपनी ड्राइंग और CAD मॉडल, सामग्री, ब्लैंक की स्थिति, मात्रा, महत्वपूर्ण विशेषताएं और निरीक्षण संबंधी आवश्यकताओं के साथ भेजें ताकि परियोजना-विशिष्ट समीक्षा की जा सके।
