ज्वारीय लैगून टर्बाइनों में थकान और घर्षण का अनुकरण

ज्वारीय लैगून टरबाइन ने स्थापना के कुछ सप्ताह बाद ही दक्षता खोना शुरू कर दिया, एक ऐसी घटना जिसकी इंजीनियरों ने कल्पना नहीं की थी। प्रारंभिक विश्लेषण में कैविटेशन के कारण घिसावट की ओर इशारा किया गया, लेकिन निरीक्षणों ने एक अधिक जटिल सच्चाई का खुलासा किया: व्यवहार्यता अध्ययनों में अनुमानित कठोरता से कहीं अधिक कठोर तलछट के कारण होने वाला अपघर्षण। यह मामला दर्शाता है कि समुद्री वातावरण में सामग्री की थकान न केवल चक्रीय भार पर निर्भर करती है, बल्कि ठोस कणों के अपरदनकारी प्रभाव पर भी निर्भर करती है।

SolidWorks और Ansys Fluent में बहु-चरणीय प्रवाह और सतही विरूपण 🌊

इस घटना को दोहराने के लिए, सिमुलेशन टीम ने SolidWorks में रोटर की ज्यामिति को मॉडल किया, मेश को Ansys Fluent में आयात किया। उच्च प्रभाव वेगों पर सिलिका और क्वार्ट्ज कणों के प्रक्षेप पथ को ट्रैक करने के लिए एक यूलरियन-लैग्रेंजियन बहु-चरणीय मॉडल कॉन्फ़िगर किया गया था। परिणामों ने ब्लेड के अग्रणी किनारे पर तलछट संचय के क्षेत्र दिखाए, जो बाद में पता चली सामग्री हानि के क्षेत्रों से मेल खाते थे। GOM Inspect के साथ, क्षतिग्रस्त टरबाइन का 3D स्कैन किया गया और पॉइंट क्लाउड को मूल CAD मॉडल पर अध्यारोपित किया गया। ब्लेड की सतह पर औसत ज्यामितीय विचलन 2.3 मिमी ने पुष्टि की कि क्षरण दर गंभीर थी, जिसने बाद के थकान सिमुलेशन के अनुसार लिफ्ट गुणांक को 12% कम कर दिया।

अपरदन-रोधी कोटिंग्स के डिजाइन के लिए सबक ⚙️

सामग्री थकान सिमुलेशन न केवल विफलताओं की भविष्यवाणी करने का काम करता है, बल्कि सुरक्षा रणनीतियों को फिर से डिजाइन करने का भी काम करता है। इस मामले में, Ansys Fluent में कणों के गतिज ऊर्जा विश्लेषण ने यह पहचानने में मदद की कि उच्चतम प्रभाव वाले क्षेत्रों में 500 माइक्रोन के टंगस्टन कार्बाइड कोटिंग्स टरबाइन के जीवनकाल को 300% तक बढ़ा सकते हैं। डिजाइन चरण में तलछट अपघर्षण को अनदेखा करना एक ऐसी गलती है जिसकी कीमत अनियोजित रखरखाव में लाखों रुपये होती है। SolidWorks, Fluent और GOM Inspect जैसे उपकरणों का एकीकरण थकान को एक मापने योग्य और इसलिए नियंत्रणीय डेटा में बदल देता है।

कौन सी परिमित तत्व सिमुलेशन पद्धति संचालन के पहले हफ्तों में दक्षता हानि का अनुमान लगाने के लिए ज्वारीय लैगून टरबाइन ब्लेड में चक्रीय थकान और तलछट अपघर्षण के बीच परस्पर क्रिया की भविष्यवाणी करने में सक्षम बनाती है।

(पी.एस.: सामग्री की थकान 10 घंटे के सिमुलेशन के बाद आपकी थकान जैसी होती है।)