موتور نیترو

   موتور نیترو عموماً اشاره به یک موتور دارد که سوخت آن درصدهایی (معمولاً بین 10 تا 40%) شامل نیترو متان مخلوط شده با متانول است. نیترومتان ماده‌ای به‌شدت احتراق‌پذیر است که عموماً برای موتورهای طراحی‌شده خاص مانند کلاس‌های خاص مسابقات اتومبیل‌رانی، موتورهای احتراق داخلی در کنترل رادیویی و خطوط کنترل استفاده می‌شود.

   واژه نیترو تنها در چند سال اخیر مورداستفاده قرار گرفته است که این موتورها را توصیف می‌کند. این موتورها در واقع با متانول تغذیه می‌شوند، اما    سوخت غالباً با نیترومتان برای توان افزودنی استفاده می‌شوند. سیستم اشتعال شامل شمع گرم‌کن که دارای کویل پلاتین و سیم‌های آلیاژی است (معمولاً پلاتین- ایریدیوم) است. شمع گرم‌کن با جریان برق برای شروع گرم شده و سپس برق قطع‌شده و ترکیب بازمانده گرما و فعالیت کاتالیزوری آلیاژ پلاتین با متانول، مخلوط سوخت را آتش می‌زند.

انواع موتورهای نیترو

   چندین نوع موتورهای نیترو وجود دارند و موتورهای درون جاده، بیرون جاده، دریایی و موتورهای کامیون‌های بزرگ جز این موتورها هستند.

سیکل کاری

   موتورهای نیترو می‌توانند تا بیش از 50000 RPM بچرخند و با این سرعت حرکت، گرمای اصطکاکی بسیار زیادی تولیدشده و سوختی که برای این موتورها استفاده می‌شود معمولاً حاوی روغن بین 12 تا 20 درصد است که به درصد نیترومتان و متانول، نوع موتور و کاربرد بستگی دارد. بیشتر موتورهای نیتروی RC موتورهای 2 ضربه‌ای هستند. در ضربه اول، پیستون بالا رفته و مخلوط سوخت و هوای مکیده شده از کاربراتور را فشرده می‌کند. هنگامی‌که پیستون پایین می‌آید مخلوط سوخت هوا نهایتاً به محفظه احتراق می‌رود. در بالا رفتن و تراکم سوخت هوا، اشتعال رخ می‌دهد ئ گاز داغ تولیدشده پیستون را به پایین می‌راند. وقتی‌که پیستون پایین می‌رود، گازهای خروجی از محفظه احتراق خارج‌شده و به سمت اگزوز می‌روند و سیکل با تزریق مجدد مخلوط سوخت تکرار می‌شود.

پمپ آب تغذیه بویلر

پمپ آب تغذیه بویلر نوع خاصی پمپ است که برای پمپاژ آب تغذیه به بویلر بخار استفاده می‌شود. آب ممکن است جدید تأمین‌شده باشد و یا میعان شده بازگشتی از کندانس بخار تولیدشده بویلر باشد. این پمپ‌ها معمولاً واحدهای فشار بالا هستند که از مکش سیستم بازگشتی کندانس استفاده می‌کنند و می‌توانند نوع سانتریفیوژی یا جابجایی مثبت باشند.

ساختمان و طرز کار

   محدوده پمپ‌های آب تغذیه، اسب بخارهای زیاد است و موتور الکتریکی از بدنه پمپ معمولاً جدا است. پمپ‌های کندانسور صنعتی بزرگ ممکن است به‌عنوان پمپ آب تغذیه نیز استفاده شوند. در هر دو حالت، برای فرستادن آب به بویلر، می‌بایست پمپ فشار کافی برای غلبه بر فشار بخار بویلر ایجاد کند. این امر معمولاً با یک پمپ سانتریفیوژی حاصل می‌شود. فرم رایج دیگری از پمپ‌های آب تغذیه به‌صورت ثابت کار می‌کنند.

شکست درزگیری مکانیکی

   به دلیل اینکه هیدرازین، جلوگیری کننده از خوردگی، به دلیل ریسک خطرات سلامتی ممنوع شده است، آب‌بندی‌های مکانیکی پمپ آب تغذیه بویلر، نشانه‌هایی از خوردگی‌های الکتریکی قبلاً ناشناخته شده نشان دادند. جابجایی نسبی حلقه‌های غلتان و حلقه‌های ثابت باعث تحریک شارژ استاتیک می‌شود. در زمان کوتاهی، در برخی از حالات تعداد چند صد ساعت کاری، تکه‌هایی به‌اندازه بندانگشت از حلقه‌های ثابت یا غلتان جداشده و باعث افزایش شدید نشتی می‌شوند. درزبندی‌های اندود شده با الماس (DLC) از این مشکل جلوگیری کرده و به‌صورت قابل‌توجهی پایداری را افزایش می‌دهند.

پمپ‌های توان بخار

   لوکوموتیوهای بخار و موتورهای بخار استفاده‌شده در کشتی‌ها و کاربردهای ایستا مانند نیروگاه‌های توان نیز به پمپ آب تغذیه نیاز دارند. در این موارد، معمولاً پمپ با استفاده از یک موتور بخار کوچک با استفاده از بخار تولیدشده بخار، کار می‌کند. پمپ معمولاً پمپ جابجایی مثبت بوده که دارای والوهای بخار و سیلندرها در یک انتها و سیلندرهای آب تغذیه در انتهای دیگر است و هیچ میل لنگی نیاز نیست.

پمپ بخار دوتایی

   پمپ بخار دوتایی دو مجموعه بخار و سیلندرهای آبی دارد. به‌صورت فیزیکی به هم متصل نیستند ولیکن والوهای بخار در پمپ اول به‌وسیله جابجایی میله پیستون پمپ دوم کار می‌کنند و برعکس. نتیجه این امر، عدم وجود نقطه مرده بوده و پمپ خود-راه انداز است.

توربین گاز

  توربین گاز که توربین احتراق نیز نامیده می‌شود، نوعی از موتورهای احتراق داخلی است. دارای یک کمپرسور دوار بالادستی است که با توربین پایین‌دست کوبل است و یک محفظه احتراق در بین این دو وجود دارد.

   اصول کاری توربین گاز شبیه به نیروگاه جریان بخار است به‌جز این‌که به‌جای هوا از آب استفاده می‌شود. هوای اتمسفری تازه، از میان کمپرسور جریان می یاد و فشار آن را بالا می‌برد. انرژی سپس با اسپری کردن سوخت به هوا و مشتعل کردن آن، احتراق جریانی دما بالا تولید می‌کند. این گاز دما بالای فشار بالا وارد توربین می‌شود، و تا فشار خروجی منبسط می‌شود و در نتیجه خروجی کار تولید می‌شود. کار محوری توربین برای راندن کمپرسور و دستگاه‌های دیگر مانند ژنراتورهای الکتریکی که ممکن است کوبل به محور باشند، استفاده می‌شود. انرژی که برای کار محوری استفاده نمی‌شود، در دود خروجی بیرون می‌آید و بنابراین دارای دمای بالایا سرعت زیاد است. هدف توربین گاز، طراحی را مشخص کرده تا انرژی مطلوب بیشینه شود. از توربین‌های گازی برای توان هواپیما، قطار، کشتی، ژنراتورهای الکتریکی و تانک‌ها استفاده می‌شود.

انواع توربین‌های گازی

1. موتورهای جت
2. موتورهای هواپیماهای توربین دار
3. توربین گاز Aeroderivative
4. توربین‌های گاز آماتور
5. واحدهای توان کمکی
6. توربین‌های گاز صنعتی برای تولید توان
7. توربین‌های گاز صنعتی برای حرکت مکانیکی
8. موتورهای توربوشافت
9. توربین‌های گاز شعاعی
10. موتورهای جت مقیاس
11. میکرو توربین

یاتاقان های هیدرولیک (Fluid Bearings)

    یاتاقان‌های هیدرولیکی، نوعی از یاتاقان‌ها هستند که بار وارده بر آن، تنها بر روی لایه نازکی از مایع یا گاز، نگه داشته می شود.

   یاتاقان‌های هیدرولیکی را می‌توان به دو دسته تقسیم‌بندی کرد: یاتاقان‌های هیدرولیکی دینامیک و یاتاقان‌های هیدرو استاتیک. یاتاقان‌های هیدرو استاتیک، یاتاقان‌هایی هستند که از بیرون تحت فشار قرار می‌گیرند. در این یاتاقان‌ها معمولاً از روغن، آب یا هوا به عنوان سیال استفاده می‌شود و فشار توسط پمپ انجام می‌شود. یاتاقان‌های هیدرودینامیک به سرعت بالای ژورنال (قسمتی از شفت که بر سیال متکی است) برای اعمال فشار به سیال در گوه بین سطوح، وابسته است.

   یاتاقان‌های هیدرودینامیکی معمولاً در بارهای زیاد، سرعت زیاد یا کاربردهای با دقت زیاد استفاده می‌شوند که در این حالت‌ها، بلبرینگ‌های معمولی دارای عمری کوتاه یا سروصدایی زیاد و لرزش خواهند بود. همچنین از این یاتاقان‌ها برای کاهش هزینه‌ها استفاده می‌شوند.

طرز عمل

   یاتاقان‌های هیدرودینامیک از لایه‌ای نازک از گاز یا مایع استفاده می‌کنند. دو روش اصلی برای رساندن سیال به یاتاقان وجود دارد:

   در استاتیک سیالات، یاتاقان‌های هیدرو استاتیک و بسیاری از گازها یا یاتاقان‌های هوایی، سیال از طریق اوریفیس یا ماده متخلخل، پمپ می‌شود. چنین یاتاقان‌هایی باید با مکان شافت، کنترل شوند که فشار سیال و مصرف را طبق سرعت چخش و بار شافت تنظیم می‌کند.

   در یاتاقان‌های سیال-دینامیک، چرخش یاتاقان، سیال را به سطح درونی یاتاقان می‌کشد که یک گوه روان‌ساز زیر یا پیرامون شافت ایجاد می‌کند.

   یاتاقان‌های هیدرو استاتیک به پمپ خارجی متکی هستند. توان مورد نیاز، توسط پمپ برای جبران فقدان انرژی مانند اصطکاک یاتاقان، تأمین می‌شود. آب‌بندی بهتر یاتاقان، می‌تواند مقدار نشتی و توان پمپ را کاهش دهد ولی اصطکاک ممکن است افزایش پیدا کند.

   یاتاقان‌های هیدرودینامیک به حرکت یاتاقان برای مکش سیال به داخل یاتاقان متکی هستند و ممکن است اصطکاک زیاد و عمر کوتاهی در سرعت‌های کمتر از طراحی یا در شروع و پایان داشته باشند. ممکن است از یک پمپ خارجی یا یاتاقان دومی برای جلوگیری از آسیب رسیدن با یاتاقان هیدرودینامیک هنگام شروع و خاموش شدن سیستم، استفاده شود. یاتاقان ثانویه ممکن است اصطکاکی زیاد و عمر کاری کمی داشته باشد.

بویلر (boiler) و دسته‌بندی بویلر

بویلر یا همان دیگ وسیله ایست که در آن سیال عامل (معمولاً آب) گرم شده و یا به نقطه‌ی جوش خود می‌رسد. بویلر را می‌توان به صورت یک مخزن تحت فشار که سیال در آن به درجه حرارت مورد نظر رسیده و مورد استفاده قرار می‌گیردنیز تعریف نمود. در دید کلی، بویلر یک مخزن (Vessel) بسته است که در آن به آب و یا سیالات دیگر حرارت داده می‌شود و سیال لزوماً جوشیده نمی‌شود. سیال حرارت داده شده از بویلر خارج می‌شود و در فرآیندهای مختلف و یا گرمایش استفاده می‌شود.

همانطور که گفته شد بویلرها معمولاً برای گرم کردن و یا جوشاندن و بخار کردن آب مورد استفاده قرار می‌گیرند. اگر بویلر برای گرم کردن آب مورد استفاده قرار گیرد به آن دیگ آب گرم گفته می‌شود و اگر برای جوشاندن آب و تولید بخار باشد به آن دیگ بخار می‌گویند.

دسته‌بندی بویلرها

   رایج‌ترین نوع دسته‌بندی بویلرها، بویلرهای فایرتیوب و بویلرهای واترتیوب است. اما برای بویلرها دسته‌بندی‌های مختلفی وجود دارد که به شرح زیر می‌باشند:

1- از نظر کاربرد بویلر:

• تولید برق
• حمل و نقل (لوکوموتیو)
• گرمایش و سرمایش
• پخت مواد
• ...

• استریل کردن مواد (اتوکلاو)
• سالن رنگ رزی
• صنایع مواد غذایی (پخت مواد، تخمیر نان و ...)
• چرم سازی
• در استخر (سونای بخار)
• در عملیات Curing بتن
• صنایع پتروشیمی

2- از نظر فشار کاری بویلر:

• فشار پایین تا متوسط
• فشار بالا
• فشارهای فوق بحرانی.

   مقادیر عددی مربوط به این دسته‌بندی با توجه به نوع بویلرها و خانواده آن‌ها متفاوت است.

3- از نظر محل تولید شدن بخار (درون لوله‌های بویلر یا خارج از لوله‌ها):

• واترتیوب water tube
• فایرتیوب fire tube

   در نوع فایرتیوب، بخار در بیرون لوله‌ها تشکیل می‌شود و گازهای داغ، درون لوله‌ها حرکت می‌کنند اما در بویلرهای واترتیوب، بخار درون لوله‌های بویلر تشکیل‌شده و گازهای داغ در خارج از لوله‌ها حرکت می‌کنند.

4- از نظر نوع سوخت مصرفی در بویلر:

• گاز
• مایع
• جامد

   در بویلر های امروزی سوخت اصلی گاز طبیعی است. در لوکوموتیوهای قدیمی از سوخت جامد استفاده می‌گردیده است.

5- از نظر نوع سیرکولاسیون سیال:

• طبیعی
• یک‌طرفه‌ی اجباری
• ترکیبی

   این دسته‌بندی بیشتر در مورد بویلرهای water tube کاربرد دارد. در صورت استفاده از سیرکولاسیون طبیعی هزینه‌ای برای سیرکولاسیون سیال درون لوله‌های بویلر پرداخت نمی‌گردد. از روش‌های ترکیبی برای اطمینان از سیرکولاسیون درون لوله‌ها استفاده می‌شود. از روش یک‌طرفه‌ی اجباری زمانی استفاده می‌شود که درون بویلر درام قرار ندارد.

6- از نظر نحوه‌ی ساخت بویلر:

• ساخته شده در محل (field-erected)
• ساخته شده در کارخانه (workshop-assembled)

   صنایع بزرگ و بخش‌هایی مثل نیروگاه‌ها، معمولاً از دسته field-errected استفاده می‌کنند. بویلرهای کوچک fire tube با ظرفیت تا 30 تن در ساعت به صورت ساخته شده در کارخانه است. بویلرهای water tube نیز با ظرفیت‌های بالایی که دارند، به هر دو صورت ساخته شده در کارخانه و ساخته شده در محل موجود می‌باشند. لازم به ذکر است که تصمیم‌گیری در مورد نحوه‌ی ساخت بویلرها، بر اساس هزینه و توانایی انتقال آن‌ها صورت می‌گیرد.

اجزای تشکیل دهنده دیگ بخار

   یک دیگ بخار در حالت کلی دارای پوسته یا بدنه یا شل، کوره اصلی و فرعی و لوله‌های پاس‌های حرارتی و اجزا و اتصالات دیگر است.

ادامه مطلب