موفقیت محققان کشور در افزایش راندمان توربین‌های گازی/شکست تحریم‌ها

به گزارش گروه علمی «خبرگزاری دانشجو» افزایش راندمان موتورهای فضایی و توربین‌های گازی نیازمند افزایش دمای کاری است. امروزه دمای ورودی توربین برای موتورهای هوایی پیشرفته و توربین‌های گازی صنعتی، بیش از 1300 درجه سانتی‌گراد است. این دما بالا محدوده ذوب سوپر آلیاژهای پایه نیکل، ماده اصلی سازنده مقاطع آیرودینامیکی توربین فشار بالا، است.

در این تجهیزات می‌توان به واسطه اعمال پوشش‌های سد حرارتی با هدایت حرارتی پایین، دمای عملیات را کاهش داد. پوشش‌های سرامیکی نانوساختار، به دلیل هدایت حرارتی کاهش یافته و ضریب انبساط حرارتی بالا، که موارد بسیار مطلوبی برای پوشش‌های سد حرارتی به حساب می‌آیند، دستیابی به این هدف را راحت ‌می‌کنند.

در پروژه مطالعاتی دانشگاه صنعتی مالک اشتر نانو پودر زیرکونیای پایدار شده با ایتریا (YSZ) به روش سل- ژل تولید و مورد ارزیابی قرار گرفت. هدف از انجام این کار بومی‌سازی قابلیت ساخت نانوپودر زیرکونیای سرامیکی به منظور کاربرد در پوشش‌های سد حرارتی است.

هم اکنون ساخت این ماده در انحصار چند شرکت محدود در جهان است و به علت تحریم‌های موجود، تأمین این ماده از خارج کشور برای استفاده در صنایع مختلف داخلی بسیار دشوار است.

این محصول در صنایع مربوط به ساخت توربین‌های گازی پایه زمینی و هوایی قابل کاربرد است. به عنوان مثال در تولید پره‌های توربین هواپیماهای مختلف و همچنین توربین‌های نیروگاه‌های برق می‌تواند استفاده شود.

با استفاده از این نانوپودر به عنوان پوشش سدحرارتی، عملکرد موتور با کاهش تجهیزات سرمایشی توربین یا به واسطه اجازه دادن به افزایش دمای محفظه احتراق، بدون تأثیر در دمای توربین، افزایش می‌یابد. کاهش تجهیزات سرمایشی هوایی، بازده توربین را به طور قابل ملاحظه‌ای افزایش داده و مصرف سوخت پیشران را کاهش می‌دهد. علاوه بر این پوشش‌های سد حرارتی طول عمر اجزا را به واسطه‌ی میرا کردن ناپایداری‌های حرارتی افزایش خواهند داد.