ແຜ່ນປະທັບຕາ Vortex: ການປະຕິວັດໃນການປະທັບຕາຂອງແຫຼວສຳລັບອຸປະກອນໝຸນຄວາມໄວສູງ

ແຖບປະທັບຕາ Vortex

 

ໃນຂະແໜງການອຸປະກອນລະດັບສູງເຊັ່ນ: ເຄື່ອງຈັກອາກາດ, ເຄື່ອງອັດໄຮໂດຣເຈນ, ແລະ ລະບົບສູນຍາກາດເຄິ່ງຕົວນຳ, ແຖບປະທັບຕາ vortex ບັນລຸການຄວບຄຸມນ້ຳໃນລະດັບນາໂນຢູ່ທີ່ອິນເຕີເຟດໝູນວຽນຜ່ານຮູບຮ່າງກ້ຽວວຽນ logarithmic ທີ່ແມ່ນຍຳ. ຂໍ້ມູນການທົດສອບຢືນຢັນວ່າ:

  • ຄວາມໄວວິກິດ:​42,000 ຮອບຕໍ່ນາທີ
  • ອັດຕາການຮົ່ວໄຫຼຂອງຮີລຽມ:​≤1.5×10⁻⁷ Pa·m³/s
  • ການສູນເສຍພະລັງງານສຽດທານ:​19% ຂອງປະທັບຕາກົນຈັກ

I. ໂຄງສ້າງຫຼັກ ແລະ ຫຼັກການເຮັດວຽກ

1. ການອອກແບບໜ້າທີ່ສາມຊັ້ນ

ອົງປະກອບ ລະບົບວັດສະດຸ ພາລາມິເຕີປະສິດທິພາບ
ຖານຮ່ອງກ້ຽວວຽນ ຊຸບເປີອະໂລຢິດທີ່ມີ Ni ເປັນສ່ວນປະກອບ (GH4169) CTE: 3.8×10⁻⁶/K (20-800°C)
ແຖວແຖບປະທັບຕາ PI ທີ່ຖືກດັດແປງດ້ວຍກຣາຟີນ (PI/Gr) ຄວາມແຂງແຮງຂອງການບິດ: 452MPa @300°C
ການຊົດເຊີຍແບບ radial ເບວວິວ ສະປຣິງສ໌ (17-7PH SS) ຄວາມຊັນກ່ອນໂຫຼດ: 50±3 N/mm

2. ກົນໄກການຜະນຶກແບບໄດນາມິກ

  • ການສ້າງຄວາມກົດດັນປີ້ນກັບກັນຜົນກະທົບຂອງໂຄລິໂອລິສໃນຮ່ອງກ້ຽວວຽນສ້າງອັດຕາສ່ວນຄວາມກົດດັນ 1:12
  • ຟິມກັ້ນອາຍແກັສນາໂນຊ່ອງຫວ່າງ 0.5-3μm ຮັກສາຄວາມແຂງກະດ້າງຂອງຟິມອາຍແກັສໄດ້ 10⁸ N/m³
  • ການທຳຄວາມສະອາດດ້ວຍຕົນເອງ: ກຳຈັດອະນຸພາກ >5μm ໄດ້ 99.2% ທີ່ຄວາມໄວເສັ້ນຊື່ >200m/s

II. ຄວາມກ້າວໜ້າດ້ານປະສິດທິພາບ

1. ການປັບຕົວເຂົ້າກັບສະພາບທີ່ຮ້າຍແຮງ

ພາລາມິເຕີ ຂອບເຂດ ກໍລະນີການກວດສອບຄວາມຖືກຕ້ອງ
ຂອບເຂດອຸນຫະພູມ -253°C ຫາ 850°C ເຄື່ອງຈັກ CJ-1000A (2500 ຮອບວຽນຄວາມຮ້ອນ)
ຄວາມຈຸຄວາມໄວ 42,000 ຮອບຕໍ່ນາທີ ການຮັບຮອງການທົດສອບ NASA-Glenn

2. ຮັບປະກັນການປົນເປື້ອນສູນ

ປານກາງ ອັດຕາການຮົ່ວໄຫຼ ການຮັບຮອງ
He ≤1.5×10⁻⁷ Pa·m³/s ASME PTC 19.1
H₂ 3.2 × 10⁻⁹ ໂມລ/(ມ·ວິ) ISO 15848-1

3. ການປະຕິວັດດ້ານປະສິດທິພາບພະລັງງານ ແລະ ການບຳລຸງຮັກສາ

ເມຕຣິກ ປະທັບຕາກົນຈັກ ແຖບປະທັບຕາ Vortex ການປັບປຸງ
ການສູນເສຍແຮງສຽດທານ 35.2 ກິໂລວັດ 6.8 ກິໂລວັດ ↓80.7%
ນ້ຳເຢັນ 8.5 ລິດ/ນາທີ 0 ປະຢັດ 100%
ວົງຈອນການບຳລຸງຮັກສາ 3 ເດືອນ 24 ເດືອນ ↑700%

III. ພາລາມິເຕີການນຳໃຊ້ທາງອຸດສາຫະກຳ

ພາກສະໜາມສະໝັກ ຄວາມໄວເສັ້ນຊື່ (ມ/ວິນາທີ) ລະດັບຄວາມດັນ ຊີວິດການບໍລິການ
ເຄື່ອງຈັກທາງອາກາດ 420 0.2-3.5 MPa 25,000 ຊົ່ວໂມງ
ເຄື່ອງອັດໄຮໂດຣເຈນ 280 0.8-2.0 MPa 40,000+ ຊົ່ວໂມງ
ສູນຍາກາດພິມດ້ວຍ EUV 9.5 <10⁻⁵ ປາ ບໍ່ຕ້ອງບຳລຸງຮັກສາຕະຫຼອດຊີວິດ

ສະຫຼຸບດ້ານວິຊາການ: ການກຳນົດຂອບເຂດຂອງປະທັບຕາໝູນວຽນຄືນໃໝ່

ແຖບປະທັບຕາ vortex ບັນລຸຄວາມກ້າວໜ້າທາງການປະຕິວັດສາມຢ່າງໂດຍຜ່ານໂທໂພໂລຊີເລຂາຄະນິດ ແລະ ວິທະຍາສາດວັດສະດຸ:

  • ເອົາຊະນະຂໍ້ຈຳກັດທາງດ້ານຮ່າງກາຍ: ກວມເອົາອຸນຫະພູມ -253°C ຫາ 850°C, ຮອງຮັບໄດ້ 42,000 rpm
  • ຮັບປະກັນຄວາມບໍລິສຸດການຜະນຶກລະດັບໂມເລກຸນ (ການຮົ່ວໄຫຼ He ≤1.5×10⁻⁷ Pa·m³/s)
  • ປັບປຸງປະສິດທິພາບຄືນໃໝ່ການຫຼຸດຜ່ອນແຮງສຽດທານ 80.7%, ກຳຈັດລະບົບເຮັດຄວາມເຢັນ (ປະຫຍັດນ້ຳໄດ້ 4,500 ໂຕນ/ປີ/ໜ່ວຍ)

 

ເມື່ອເຄື່ອງຈັກ Raptor ຂອງ SpaceX ເຮັດວຽກດ້ວຍຄວາມໄວ 1,056 rad/s, ເສັ້ນກ້ຽວວຽນຂະໜາດໄມຄຣອນນີ້ຈະປົກປ້ອງຂອບເຂດຂອງວິສະວະກຳທີ່ກ້າວໜ້າດ້ວຍຄວາມແມ່ນຍຳໃນລະດັບນາໂນ.

ໃນຂະແໜງການອຸປະກອນລະດັບສູງເຊັ່ນ: ເຄື່ອງຈັກອາກາດ, ເຄື່ອງອັດໄຮໂດຣເຈນ, ແລະ ລະບົບສູນຍາກາດເຄິ່ງຕົວນຳ, ແຖບປະທັບຕາ vortex ບັນລຸການຄວບຄຸມນ້ຳໃນລະດັບນາໂນຢູ່ທີ່ອິນເຕີເຟດໝູນວຽນຜ່ານຮູບຮ່າງກ້ຽວວຽນ logarithmic ທີ່ແມ່ນຍຳ. ຂໍ້ມູນການທົດສອບຢືນຢັນວ່າ:
ຄວາມໄວວິກິດ: ​42,000 rpm​ອັດຕາການຮົ່ວໄຫຼຂອງຮີລຽມ: ​≤1.5×10⁻⁷ Pa·m³/s​ການສູນເສຍພະລັງງານແຮງສຽດທານ: ​19% ຂອງປະທັບຕາກົນຈັກ​

I. ໂຄງສ້າງຫຼັກ ແລະ ຫຼັກການເຮັດວຽກ​ 1. ການອອກແບບໜ້າທີ່ສາມຊັ້ນ

ລະບົບວັດສະດຸສ່ວນປະກອບພາລາມິເຕີປະສິດທິພາບພື້ນຖານຮ່ອງກ້ຽວວຽນໂລຫະປະສົມ Ni (GH4169)CTE: 3.8 × 10⁻⁶/K (20-800°C)ອາເຣແຖບປະທັບຕາPI ດັດແປງດ້ວຍກຣາຟີນ (PI/Gr)ຄວາມແຂງແຮງຂອງການດັດ: 452MPa @300°CRການຊົດເຊີຍແບບວົງແຫວນສະປິງ Belleville (17-7PH SS)ຄວາມຊັນການໂຫຼດລ່ວງໜ້າ: 50±3 N/mm​2. ກົນໄກການປະທັບຕາແບບໄດນາມິກ​
ການສ້າງຄວາມກົດດັນແບບປີ້ນກັບກັນ: ຜົນກະທົບຂອງໂຄລິໂອລິສໃນຮ່ອງກ້ຽວວຽນສ້າງອັດຕາສ່ວນຄວາມກົດດັນ 1:12​ ການປ້ອງກັນຟິມອາຍແກັສແບບນາໂນ: ຊ່ອງຫວ່າງ 0.5-3μm ຮັກສາຄວາມແຂງກະດ້າງຂອງຟິມອາຍແກັສໄດ້ 10⁸ N/m³​ ການທຳຄວາມສະອາດດ້ວຍຕົນເອງ: ກຳຈັດອະນຸພາກ >5μm ໄດ້ 99.2% ທີ່ຄວາມໄວເສັ້ນຊື່ >200m/s

II. ຄວາມກ້າວໜ້າດ້ານປະສິດທິພາບ​1. ການປັບຕົວເຂົ້າກັບສະພາບທີ່ຮ້າຍແຮງ

ພາລາມິເຕີຊ່ວງການກວດສອບກໍລະນີຊ່ວງອຸນຫະພູມ -253°C ຫາ 850°CCJ-1000A ເຄື່ອງຈັກ (2500 ຮອບວຽນຄວາມຮ້ອນ)ຄວາມຈຸຄວາມໄວ42,000 rpmການຢັ້ງຢືນການທົດສອບ NASA-Glenn​2. ຮັບປະກັນການປົນເປື້ອນສູນ​

ອັດຕາການຮົ່ວໄຫຼປານກາງ ການຮັບຮອງ He≤1.5×10⁻⁷ Pa·m³/sASME PTC 19.1H₂3.2×10⁻⁹ mol/(m·s)ISO 15848-1​3. ການປະຕິວັດດ້ານປະສິດທິພາບພະລັງງານ ແລະ ການບຳລຸງຮັກສາ​

ປະທັບຕາກົນຈັກ Metric ແຖບປະທັບຕາ Vortex ການປັບປຸງການສູນເສຍແຮງສຽດທານ 35.2 kW 6.8 kW ↓ 80.7% ນ້ຳເຢັນ 8.5 ລິດ/ນາທີ 01 ປະຫຍັດ 0% ວົງຈອນການບຳລຸງຮັກສາ 3 ເດືອນ 24 ເດືອນ ↑ 700%
​III. ພາລາມິເຕີການນຳໃຊ້ທາງອຸດສາຫະກຳ

ພາກສະຫນາມຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຄວາມໄວເສັ້ນຊື່ (m/s)ຂອບເຂດຄວາມກົດດັນອາຍຸການໃຊ້ງານເຄື່ອງຈັກ Aero-Engines4200.2-3.5 MPa25,000 ຊົ່ວໂມງເຄື່ອງອັດໄຮໂດຼເຈນ2800.8-2.0 MPa40,000+ ຊົ່ວໂມງເຄື່ອງດູດຝຸ່ນ EUV Lithography9.5<10⁻⁵ Pa ຕະຫຼອດຊີວິດໂດຍບໍ່ຕ້ອງມີການບຳລຸງຮັກສາ
ສະຫຼຸບດ້ານວິຊາການ: ການກຳນົດຂອບເຂດຂອງປະທັບຕາໝູນວຽນຄືນໃໝ່​ແຖບປະທັບຕາແບບ vortex ບັນລຸຄວາມກ້າວໜ້າທາງການປະຕິວັດສາມຢ່າງຜ່ານໂທໂພໂລຊີເລຂາຄະນິດ ແລະ ວິທະຍາສາດວັດສະດຸ:
​ເອົາຊະນະຂໍ້ຈຳກັດທາງກາຍະພາບ: ກວມເອົາ -253°C ຫາ 850°C, ທົນທານຕໍ່ 42,000 rpm​ ຮັບປະກັນຄວາມບໍລິສຸດ: ການປະທັບຕາລະດັບໂມເລກຸນ (ການຮົ່ວໄຫຼ He ≤1.5×10⁻⁷ Pa·m³/s)​ ປັບປຸງປະສິດທິພາບ: ການຫຼຸດຜ່ອນແຮງສຽດທານ 80.7%, ກຳຈັດລະບົບເຮັດຄວາມເຢັນ (ປະຫຍັດນ້ຳ 4,500 ໂຕນ/ປີ/ໜ່ວຍ)
ເມື່ອເຄື່ອງຈັກ Raptor ຂອງ SpaceX ເຮັດວຽກດ້ວຍຄວາມໄວ 1,056 rad/s, ເສັ້ນກ້ຽວວຽນຂະໜາດໄມຄຣອນນີ້ຈະປົກປ້ອງຂອບເຂດຂອງວິສະວະກຳທີ່ກ້າວໜ້າດ້ວຍຄວາມແມ່ນຍຳໃນລະດັບນາໂນ.


ເວລາໂພສ: ມິຖຸນາ-23-2025