Нийлмэл материалууд нь усан цахилгаан станцын тоног төхөөрөмжийн бүтээн байгуулалтад нэвтэрч байна.Материалын бат бөх байдал болон бусад шалгуурыг судлахад илүү олон хэрэглээ, ялангуяа жижиг болон микро нэгжүүдэд зориулагдсан болно.
Энэ нийтлэлийг холбогдох туршлагатай хоёр ба түүнээс дээш мэргэжилтнүүдийн хийсэн үнэлгээний дагуу үнэлж, засварласан болно.Эдгээр шинжээчид гар бичмэлийг техникийн нарийвчлал, ашиг тустай байдал, усан цахилгаан станцын ерөнхий ач холбогдлоор үнэлдэг.
Шинэ материалын өсөлт нь усан цахилгаан станцад гайхалтай боломжийг олгож байна.Анхны усны дугуй болон бэхэлгээнд ашигласан модыг 1800-аад оны эхээр ган эд ангиудыг хэсэгчлэн сольсон.Ган нь өндөр ядаргаатай ачааллын ачаар хүч чадлаа хадгалж, хөндийн элэгдэл, зэврэлтийг эсэргүүцдэг.Түүний шинж чанарууд нь сайн ойлгогдож, эд анги үйлдвэрлэх процессууд нь сайн хөгжсөн байдаг.Том нэгжийн хувьд ган нь сонгох материал хэвээр байх магадлалтай.
Гэсэн хэдий ч жижиг (10 МВт-аас доош) болон микро хэмжээтэй (100 кВт-аас доош) турбин нэмэгдэж байгаа тул нийлмэл материалыг жин хэмнэж, үйлдвэрлэлийн өртөг болон байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийг бууруулахад ашиглаж болно.Энэ нь цахилгаан эрчим хүчний хангамжийн тасралтгүй өсөлтийн хэрэгцээг харгалзан үзэхэд онцгой ач холбогдолтой юм.Норвегийн сэргээгдэх эрчим хүчний түншүүдийн 2009 оны судалгаагаар дэлхийн усан цахилгаан станцын суурилагдсан хүчин чадал нь бараг 800,000 МВт байгаа нь эдийн засгийн боломжийн дөнгөж 10%, техникийн хувьд боломжтой усан цахилгаан станцын 6% л байна.Нийлмэл бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь хэмнэлттэй хэмнэлт гаргах чадвартай болсноор техникийн хувьд боломжтой усан сангуудыг эдийн засгийн хувьд боломжийн хүрээнд авчрах боломж нэмэгддэг.
Нийлмэл бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн үйлдвэрлэл
Хавтанцарыг хэмнэлттэй, тогтвортой өндөр бат бэхтэй үйлдвэрлэхийн тулд утас ороох нь хамгийн сайн арга юм.Том ороомог нь давирхайтай ванны дундуур урссан эслэгээр ороосон байна.Чиргүүлүүдийг цагираг болон мушгиа хэлбэрээр ороож, дотоод даралт, уртааш гулзайлгах, харьцах хүчийг бий болгодог.Доорх үр дүнгийн хэсэгт орон нутгийн ханган нийлүүлэгчдээс ирүүлсэн үнийн саналд тулгуурлан хоёр төрлийн ганзагын нэг хөлийн өртөг болон жинг харуулав.Уг үнийн саналаас харахад дизайны зузаан нь харьцангуй бага даралтын ачаалал гэхээсээ илүү угсралт, ашиглалтын шаардлагаас шалтгаалсан бөгөөд хоёуланд нь 2.28 см байна.
Хаалга болон сэнсийг үйлдвэрлэх хоёр аргыг авч үзсэн;нойтон давхарга ба вакуум дусаах.Нойтон давхарга нь хуурай даавууг ашигладаг бөгөөд даавуунд давирхайг цутгаж, булны тусламжтайгаар давирхайг даавуунд түлхэж өгдөг.Энэ процесс нь вакуум дусаах шиг цэвэрхэн биш бөгөөд шилэн ба давирхайн харьцааны хувьд хамгийн оновчтой бүтцийг үргэлж гаргаж чаддаггүй, гэхдээ вакуум дусаах процессоос бага хугацаа шаарддаг.Вакуум дусаах нь хуурай эслэгийг зөв чиглэлд байрлуулж, дараа нь хуурай стекийг вакуум уутанд хийж, нэмэлт холбох хэрэгслийг хавсаргаж, вакуум хэрэглэх үед давирхайг нийлүүлэхэд хүргэдэг.Вакуум нь давирхайн хэмжээг оновчтой түвшинд байлгахад тусалдаг ба дэгдэмхий органик бодисын ялгаралтыг бууруулдаг.
Гүйлгэх хайрцаг нь гөлгөр дотоод гадаргууг хангахын тулд эрэгтэй хэвэнд хоёр тусад нь гар хэвийг ашиглана.Эдгээр хоёр талыг дараа нь хангалттай бат бөх байдлыг хангахын тулд холбох цэг дээр гадна талд нь нэмсэн эслэгээр холбоно.Гүйлгэх хайрцагны даралтын ачаалал нь өндөр бат бэх дэвшилтэт нийлмэл материал шаарддаггүй тул эпокси давирхайтай шилэн даавууг нойтон давхаргаар хийхэд хангалттай.Гүйлгэх хайрцгийн зузааныг пенстоктой ижил загварын параметр дээр үндэслэсэн.250 кВт-ын хүчин чадалтай төхөөрөмж нь тэнхлэгийн урсгалтай машин тул гүйлгэх хайрцаг байхгүй.
Турбин гүйгч нь ачааллын өндөр шаардлага бүхий нарийн төвөгтэй геометрийг хослуулдаг.Сүүлийн үеийн ажил нь маш сайн бат бөх, хөшүүн чанар бүхий жижиглэсэн prepreg SMC-ээс өндөр бат бэх бүтцийн эд ангиудыг үйлдвэрлэж болохыг харуулж байна.5 Lamborghini Gallardo-ийн дүүжлүүр гар нь хуурамч нийлмэл, шахмал хэлбэрээр гэгддэг жижиглэсэн prepreg SMC-ийн олон давхаргыг ашиглан бүтээгдсэн. шаардлагатай зузааныг үйлдвэрлэх.Үүнтэй ижил аргыг Фрэнсис болон сэнсний гүйгчдэд хэрэглэж болно.Фрэнсис гүйгчийг нэг нэгж болгон хийх боломжгүй, учир нь хутганы нарийн төвөгтэй байдал нь уг хэсгийг хэвнээс гаргаж авахаас сэргийлнэ.Тиймээс гүйлтийн ир, титэм, туузыг тусад нь үйлдвэрлэж, дараа нь титэм болон туузны гадна талд боолтоор холбож, бэхэлсэн байна.
Ноорхой хоолойг судалтай ороомог ашиглан хамгийн амархан үйлдвэрлэдэг боловч энэ процессыг байгалийн утас ашиглан худалдаанд оруулаагүй болно.Тиймээс хөдөлмөрийн зардал өндөр байгаа хэдий ч энэ нь үйлдвэрлэлийн стандарт арга тул гар хийцийг сонгосон.Мандрелтай төстэй эрэгтэй хэвийг ашиглан хэвийг хэвтээ байдлаар хийж дуусгаад дараа нь босоо тэнхлэгт эргүүлж хатууруулж, нэг талдаа унжихаас сэргийлнэ.Нийлмэл эд ангиудын жин нь эцсийн хэсэг дэх давирхайн хэмжээнээс хамаарч бага зэрэг өөрчлөгдөнө.Эдгээр тоонууд нь эслэгийн 50% жинд үндэслэсэн болно.
Ган болон нийлмэл 2 МВт турбины нийт жин нь тус бүр 9,888 кг ба 7,016 кг байна.250 кВт-ын хүчин чадалтай ган болон нийлмэл турбин нь 3,734 кг ба 1,927 кг жинтэй.Нийт дүнгүүд нь турбин тус бүрт 20 хаалгатай байх ба турбины толгойтой тэнцэх шонгийн урттай байна.Хавтанцар нь илүү урт бөгөөд холбох хэрэгсэл шаардлагатай байх магадлалтай боловч энэ тоо нь нэгжийн жин ба холбогдох дагалдах хэрэгслийн үндсэн тооцоог өгдөг.Генератор, боолт, хаалганы идэвхжүүлэгч төхөөрөмжүүдийг оруулаагүй бөгөөд нийлмэл болон ган хэсгүүдийн хооронд ижил төстэй гэж үздэг.FEA-д харагдсан стрессийн концентрацийг тооцоолохын тулд гүйгчийг дахин төлөвлөх нь нийлмэл нэгжүүдэд жин нэмэх боловч стрессийн концентрацитай цэгүүдийг бэхжүүлэхийн тулд 5 кг-ийн дарааллаар хамгийн бага хэмжээ гэж үздэг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.
Өгөгдсөн жингийн дагуу 2 МВт-ын нийлмэл турбин болон түүний бэхэлгээг хурдан V-22 Osprey-ээр өргөх боломжтой бол ган машинд илүү удаан, маневр багатай Chinook хос ротортой нисдэг тэрэг шаардлагатай болно.Мөн 2 МВт-ын хүчин чадалтай нийлмэл турбин болон бэхэлгээний бэхэлгээг F-250 4×4 маркийн машинаар чирэх боломжтой бол ган угсралт нь алслагдсан бол ойн замд маневрлахад хэцүү байх том ачааны машин шаарддаг.
Дүгнэлт
Нийлмэл материалаар турбин барих боломжтой бөгөөд ердийн ган эд ангитай харьцуулахад жин 50-70% буурсан байна.Бага жин нь нийлмэл турбинуудыг алслагдсан байршилд суурилуулах боломжийг олгоно.Үүнээс гадна эдгээр нийлмэл бүтцийг угсрах нь гагнуурын тоног төхөөрөмж шаарддаггүй.Хэсэг бүрийг нэг эсвэл хоёр хэсэгт хийж болох тул бүрдэл хэсгүүдийг боолтоор холбоход цөөн тооны эд анги шаардагдана.Энэхүү судалгаанд загварчилсан жижиг үйлдвэрлэлд хэв болон бусад багаж хэрэгслийн өртөг нь эд ангиудын өртөгт давамгайлж байна.
Энд заасан жижиг гүйлтүүд нь эдгээр материалын талаар цаашдын судалгааг эхлүүлэхэд ямар зардал гарахыг харуулж байна.Энэхүү судалгаа нь угсралтын дараа эд ангиудын хөндийн элэгдэл, хэт ягаан туяанаас хамгаалах асуудлыг шийдэж чадна.Хөндий үүсэхээс сэргийлж турбиныг урсгал ба толгойн горимд ажиллуулахын тулд эластомер эсвэл керамик бүрээсийг ашиглах боломжтой.Эдгээр болон бусад асуудлуудыг туршиж, шийдвэрлэх нь нэгжүүд нь ган турбинтай ижил найдвартай байдлыг хангахын тулд, ялангуяа засвар үйлчилгээ байнга хийгддэггүй газруудад суурилуулах нь чухал юм.
Эдгээр жижиг гүйлтэд ч гэсэн зарим нийлмэл бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь үйлдвэрлэхэд шаардагдах хөдөлмөр багассанаас болж хэмнэлттэй байж болно.Жишээлбэл, 2 МВт-ын хүчин чадалтай Фрэнсис нэгжийн гүйлгэх хайрцаг нь гангаар гагнахад 80,000 долларын үнэтэй байсан бол нийлмэл материал үйлдвэрлэхэд 25,000 доллар болно.Гэсэн хэдий ч турбины гүйгчийг амжилттай зохион бүтээсэн гэж үзвэл нийлмэл гүйгчийг хэвэнд оруулах зардал нь ижил төстэй ган эд ангиас хамаагүй их байна.2 МВт-ын хүчин чадалтай гүйгчийг гангаар үйлдвэрлэхэд ойролцоогоор 23,000 долларын өртөгтэй байсан бол нийлмэл материалаас 27,000 доллар болно.Зардал нь машинаас хамаарч өөр өөр байж болно.Мөөгөнцөрийг дахин ашиглах боломжтой бол нийлмэл бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн өртөг өндөр үйлдвэрлэлд мэдэгдэхүйц буурах болно.
Эрдэмтэд нийлмэл материалаар турбин гүйгчийг бүтээх талаар аль хэдийн судалжээ.8 Гэвч энэ судалгаанд хөндийн элэгдэл болон барилгын техник эдийн засгийн үндэслэлийг авч үзээгүй.Нийлмэл турбинуудын дараагийн алхам бол үйлдвэрлэлийн техник эдийн засгийн үндэслэл, эдийн засгийн үндэслэлийг нотлох боломжийг олгох загвар зохион бүтээх, бүтээх явдал юм.Энэ нэгжийг дараа нь үр ашиг, хэрэглэх чадвар, түүнчлэн хөндийн илүүдэл элэгдлээс урьдчилан сэргийлэх аргуудыг тодорхойлохын тулд туршиж болно.
Шуудангийн цаг: 2022 оны 2-р сарын 15
