تحديات التصميم والحلول من أجل أجهزة التصفيح ذات السعة العالية

تحديات التصميم والحلول من أجل أجهزة التصفيح ذات السعة العالية

وهذه المادة التي تعمل في أجواء رقيقة والتي يمكن أن تهبط فيها الكثافة الجوية إلى مستوى منخفض يصل إلى 40 في المائة من القيم على مستوى البحر - الفيزياء العالية الارتفاع، وآليات نقل الحرارة، وقابلية الارتفاع المادي.

التحديات الرئيسية في مجال التصميم في المناطق المرتفعة

انخفاض كفاءة الأوكسجين والكساء

وفي انخفاض الضغط الجوي، يؤدي الضغط الجزئي لسقوط الأوكسجين، الذي يبطئ معدل التفاعل الكيميائي في جبهة اللهب، ويؤدي الاحتراق غير الكامل إلى ارتفاع مستوى ثاني أكسيد الكربون والهيدروكربونات غير المحترقة، بينما تنخفض درجة حرارة اللهب، أما بالنسبة لتدفق الوقود الثابت، فإن إطلاق الحرارة لكل أحجام الوحدات، مما يرغم المصممين على الإفراط في الحرق أو مواجهة الناتج الحراري غير المقبول.

خفض درجة الحرارة

- ارتفاع 4000 متر، تنقل الامتلاك الطبيعي حرارة أقل بنسبة 30% تقريبا من مستوى سطح البحر، ويقل حساسية النقل الحراري الإشعاعي للضغط، ولكن يتغيّر بسبب تغيرات في شكل اللهب وتكوين السواد، ويعود ذلك إلى أن أسطح الحرارة ترتفع أكثر حرارة على جانب الغاز بينما تقل الحرارة إلى سوائل العملية.

تدهور المواد والارتشاء

ويعتمد العديد من المحار العالية الحرارة على مستوى أوكسيد وقائي يتكون من وجود الأكسجين، وعلى ارتفاع عال، يمكن أن يؤدي انخفاض الضغط الجزئي للأكسجين إلى تأخير أو إضعاف تكوين الحجم، مما يجعل المعدن الأساسي عرضة للتبدد وحرق السوائل، وفي نفس الوقت، تزداد درجة الحرارة بسرعة في المحيط، حيث ترتفع فيها درجة الحرارة الجبلية أو المرتفعة، مما يؤدي إلى زيادة الضغط على درجة الحرارة الحرارية.

إدارة الوقود ومسائل الاختراع

ويجب أن تتبخر أنواع الوقود السائل قبل أن تحترق بكفاءة، وفي ظل انخفاض الضغط في المحيط، فإن نقطة الغلاية في انخفاضات الوقود، التي يمكن أن تؤدي إلى التبخير المبكر في خطوط الإمداد أو الحقن، مما يتسبب في الانحراف والتدفق غير المتجانس، ومن ناحية أخرى، فإن الوقود الغازي يقل كثافة الوقود، ويستلزم وجود كميات أكبر من الأوصال أو ارتفاع ضغط العرض للحفاظ على نفس معدل التدفق الجماعي.

الحلول الابتكارية لأوضاع المرتفعة

تقنيات التعبئة المعززة

Engineers have developed several measures to restore combustion performance. Pre-heated combustion air raises the initial mixture temperature, partially compensating for the reduced oxygen concentration. Modern fired heaters incorporate recuperative or regenerative air pre-heaters that recover exhaust supplement heat, achieving pre-heat temperatures above 400°C.2]

الاختيار المتقدم للمواد

▪ أن تكون السكك الحديدية الفوقية (مثلاً، إنكونيل 625، هستيلو إكس) مقاومـة القوة والأكسدة أفضل من الفولاذ اللاصق تحت ضغط جزئي منخفض من الأكسجين.() أما بالنسبة لأقسام الأنابيب المشعة والكعكية، فإن المهندسين يحددون [الاختيار من الغازات الخماسية]] المحاور ذات المحتوى الكروميدي فوق 20٪ [FziII:1]

تصميم نقل النفايات على الوجه الأمثل

To recover convective heat loss, designers increase heat exchanger surface area or employ ]extended surface tubes (finned or studded) that amplify the heatvel transfer co-curroc co. Reflive radiation shields made

الابتكارات في نظام الوقود

وتُستخدم هذه النظم السائلة للوقود على ارتفاعات عالية مضخات وموجات الضغط التي تحافظ على ضغط ثابت في الإمدادات، وتمنع الاختلاط في الهواء على الرغم من انخفاض نقاط الغليان. وتُعدل أجهزة تسخين الوقود (تُفصل عن المدفأة الرئيسية) قبل الحقن، وتحسن الاختلاط في الوقود.

تطبيقات في الفضاء الجوي، وتوليد الطاقة، وتجهيز المواد الكيميائية

نظم إطلاق السراح في الفضاء الجوي

وتشغل أجهزة التسخين والتشويش للمركبات فوق الصوتية والفوق الصوتية ارتفاعاً يزيد على 20 كيلومتراً حيث يقل الضغط الجوي عن 5 في المائة من مستوى سطح البحر، ويجب أن تُحدث أجهزة التسخين المطفأة في مرافق الاختبار الأرضي ظروف اختبار مكونات المحركات، وتشمل الحلول أجهزة التسخين الجوي المفلورة التي تُشعل في ضغط الحرارة القصوى من الأوكسجين إلى درجة الحرارة العالية التصحيح.