Open Access Journal

International Science and Technology Journal

ISSN: 2519-9854 (Online)

ISSN: 2519-9846 (Print)

DOI: www.doi.org/10.62341/ISTJ

A peer-reviewed and open access journal concerned with publishing researches and studies in the field of applied sciences and engineering

Published by

Supervised by

A SCIENTIFIC STUDY ON ANGULAR TORQUE AND ITS RELATIONSHIP TO THE MECHANICAL PROPERTIES OF TURBINE BLADES

الملخص
الاتجاه العام في جميع دول العالم وفي كافة القطاعات هو تحقيق الاستدامة، حيث يمكن تحقيق الاستدامة بتطوير وتحسين خصائص المواد الخام، وبالتالي من الضروري تحقيق الاستدامة في ظل الأزمة العالمية التي يواجهها قطاع الطاقة وخاصة في مجال محطات توليد الطاقة التي تعمل بنظام التوربينات. تهدف هذه الورقة إلى دراسة تأثير العزم الزاوي على الخواص الميكانيكية لشفرات التوربينات، حيث يعتبر العزم الزاوي مهم جداً في لدفع التوربين إلى الدوران وبالتالي إمكانية تطوير وتحسين خواص تلك الشفرات. ينتج عزم الدوران الزاوي نتيجة القوة المؤثرة على أي جسم يدوار كما في حالة ريش التوربينات فان قوة تدفق الغاز تولد عزماً زاويا، تتكون شفرات التوربينات من صفائح معدنية رفيعة ومنحنية، وعندما يمر الغاز عبرها، فإنه يؤثر بقوة عليها تجبرها على الدوران حول محورها، فكلما زاد عزم الدوران الذي تنتجه، كلما زاد العزم الزاوي وبالتالي زادت سرعة دوران التوربين. تقدم هذه الدراسة نموذجا رياضيا لحساب العزم الزاوي الناتج عن دوران شفرات التوربين. النموذج استخدام لدراسة تأثير عدة عوامل على عزم الدوران الزاوي من ضمنها سرعة تدفق الغاز، وشكل ونوع الشفرات، وخواصها الميكانيكية. بعدها تم إجراء محاكاة باستخدام برنامج ANSYS لتحديد العلاقة بين عزم الدوران الزاوي والخواص الميكانيكية لشفرات التوربين. وقد بينت النتائج انحراف كبير في الشفرات المرنة، ودوران غير منتظم لأنظمة الشفرات الدوارة نظرًا لتأثير المزدوج للدوران والاهتزاز، حيث ترتبط الخواص الميكانيكية لتوزيع الكتلة، القصور الذاتي، التخميد، والصلابة بالتغير في سرعة الدوران والتشوه في أنظمة شفرات الدوار، وبالتالي يجب خلق التوازن التوافقي وتتغير الخواص الميكانيكية للشفرات الدوارة وتحسين الشفرات............ الكلمات الدالة:...... العزم الزاوي، الخواص الميكانيكية، المواد الخام، ريش التوربين، النموذج الرياضي، سرعة التدفق، ANSYS، الدوران والاهتزاز، التوازن التوافقي.
Abstract
The general trend now in all countries of the world and all sectors is to achieve sustainability. One of how this sustainability can be achieved is to develop and improve the properties of raw materials, and in the field of turbine-powered power plants, sustainability must be achieved in light of the global crisis facing the energy sector, in this study, which aims to study the effect of angular torque on Mechanical properties of turbine blades, so that we can develop and improve the properties of those blades Angular torque is very important in turbine blades because it drives the turbine to rotate. Angular torque results from a force acting on a rotating body. In the case of turbine blades, the force of the gas flow produces angular torque. Turbine blades typically consist of thin, curved metal sheets. When gas passes through the blades, it exerts a force on the blades. This force forces the blades to rotate around its axis the greater the angular torque it produces. The greater the angular torque, the faster the turbine rotates. This study provides a mathematical model to calculate the angular torque resulting from turbine blades. The model was used to study the effect of various factors on the angular torque, including the gas flow speed, the shape of the blades, and their mechanical properties. Then, a simulation was run using the ANSYS program to determine the relationship between the angular torque and the mechanical properties of the turbine blades. The results indicated a large deviation of the flexible blades and unstable rotation of the rotating blade systems, due to the coupling effect of rotation and vibration, where the mechanical properties of mass/inertia distributions, damping, and stiffness are related to changes in rotational speed and local deformation in rotor blade systems, thus, the harmonic balance must occur and the mechanical properties of the blades be improved................ Keywords:........ Angular Torque, Mechanical Properties, Raw Materials, Turbine blades, mathematical model, flow speed, ANSYS, rotation and vibration, harmonic balance