Охлаждение дисков

Схема воздушного охлаждения диска и хвостов рабочих лопаток ТВД представлена на рис, 7.14. [c.80]

Охлаждение деталей газовых турбин. Детали обычно охлаждаются воздухом, отбираемым от компрессора или от камеры сгорания. Применяются следующие способы охлаждения дисков радиальный обдув, струйное охлаждение, продувка воздуха через зазоры хвостов лопаток, заградительное и комбинированное охлаждение. [c.242]

Рис. 7,14. Схема охлаждения диска ТВД ГТУ-20

Как показано на рис. 7.13, в турбине авиационного типа охлаждение диска первой ступени осуществляется радиальным обдувом в сочетании с заградительным охлаждением обода, которое обеспечивает также охлаждение прикорневой части рабочих лопаток. Диск второй ступени охлаждается радиальным обдувом, затем воздух, проходя через зазоры между хвостовиками лопаток и елочными пазами диска, охлаждает их. [c.245]

На рис. 7.14 схематически показано охлаждение диска ТВД ГТУ-20. Как видно из рисунка, радиальный обдув сочетается с охлаждением обода диска продувкой воздуха через зазоры хвостов лопаток. [c.245]

В конструкции газотурбинной установки ГТК-10 воздух из нагнетательного патрубка компрессора подается к корпусу турбины и затем в канал диафрагмы. Там он частично используется в уплотнении высокого давления, а частично подводится к каналу, расположенному по периферии диафрагмы, и через соответствующие отверстия направляется на охлаждение диска компрессорной турбины. Воздух, который подводится в зазор между диафрагмой и вставкой, предотвращает проникновение горячего газа к стенкам корпуса и выходит через каналы во вставке над диафрагмой, одновременно охлаждая ее наружную поверхность. [c.55]

На диффузоре имеются патрубки, к которым воздух подводится от трубопровода после компрессора и направляется через коллектор и отверстия в вертикальном фланце к обойме направляющих лопаток. По одному из отверстий через полый штифт воздух попадает в коллектор, выполненный на обойме. Из этого коллектора он по трем трубкам идет на охлаждение диска компрессорной турбины и по одной — на охлаждение диска силовой турбины. Воздух по этим трубкам попадает в кольцевые каналы, из которых через мелкие отверстия обдувает диски. По другим отверстиям он попадает в радиальный зазор между корпусом и обоймой, а затем по сверлениям проходит в кольцеобразную сборную камеру обоймы, оттуда по многочисленным осевым каналам, охлаждая обойму, уходит в проточную часть турбины. [c.55]

Аналогия, однако, не означает совпадения. Коэффициент запаса по прогрессирующему разрушению учитывает возможность повторных приложений нагрузки, и отражает уменьшение несущей способности диска вследствие циклического приложения тепловых напряжений. Это снижение может быть существенным и, что важно отметить, неодинаковым для различных конструкций, так как интенсивность тепловых напряжений зависит от ряда факторов и, в частности, от системы охлаждения диска. [c.159]

Приведем некоторые результаты исследования. Измерения температур производились при испытаниях на специальном стенде. Температурное поле диска при нагреве (запуске) в различные моменты времени представлено на рис. 80, при охлаж -дении — на рис. 81. Здесь сплошными линиями показаны значения температуры со стороны лопаток, пунктирными — с обратной стороны диска. С целью приближения к реальным условиям работы, когда охлаждение диска может быть более интенсивным (например, зимой) на стенде было исследовано, распределение температур при охлаждении, сопровождаемом впрыском воды в газовый тракт. Соответствующие температурные поля показаны на рис. 82. В этом случае наблюдались значительные обратные (по отношению к тем, которые имели место при запуске) температурные перепады по радиусу. Специальные испытания подтвердили, что тепловые режимы, осуществляющиеся на стенде, близки к реальным. [c.170]

При дальнейшем охлаждении обод переходит в упруго-пластическое состояние, расчет которого рассмотрен в работе [46J. Таким образом, при полном охлаждении диска в нем будут иметь место остаточные деформации и напряжения, которые могут быть как упругими, так и упруго-пластическими. Как показали экспериментальные исследования [66 ], эти напряжения не снижают прочности диска и даже оказывают некоторое благоприятное воздействие, поскольку максимальные рабочие напряжения (обычно имеющие место в центральной зоне диска) при этом несколько снижаются (см. фиг. 77). [c.68]

Рис. III.7. Экранирование стенок и охлаждение дисков и диафрагм а —охлаждение пиковой турбины (проект ЦКТИ) б — охлаждение паровпускной части в — охлаждение хвостовиков

Одностороннее охлаждение диска первой ступени по полотну с расходом воздуха, равным 0,15% общего расхода при интенсивности охлаждения 46,5 Вт/(м -град), снижает Т центральной части диска на 160 град. Этот эффект объясняется тем, что проникновение тепла в диск сильно тормозится термическим сопротивлением обода, существенно увеличенным продувкой охлаждающего воздуха через монтажные зазоры. Вместе с тем, как это видно из рис. 86, охлаждение по полотну сравнительно слабо влияет на Т ободной части диска. [c.192]

Другая, большая часть воздуха поступает в распределительный канал 6, выполненный в развитой по высоте полке лопатки 5, откуда по охлаждающим каналам полки и пера движется к периферии и выходит в проточную часть, подмешиваясь к основному потоку. Как видно, предусматриваемая схема подвода охлаждающей среды обеспечивает охлаждение не только собственно лопатки, но также и хвостовика, так как каналы оказываются продолженными на поверхностях полок. Совместно с продувкой воздуха через монтажные зазоры и радиальным обдувом полотен это создает благоприятные условия для охлаждения диска. [c.195]

К этому следует добавить преимущества, связанные с применением для охлаждения дисков и лопаток одинаковой охлаждающей среды, и то, что этой охлаждающей средой является воздух. Это не требует создания автономной системы охлаждения, а конструктивные осложнения, неизбежно связанные с организацией охлаждения, по-видимому, могут быть сведены к минимуму. [c.195]

При проектировании установки к ней предъявлялись два основных требования 1) возможность быстрого и повторяющегося пуска без каких-либо эксплуатационных ограничений, 2) обеспечение долговечности установки при максимальном снижении использования жаропрочных сплавов. Эти требования дополняют друг друга. Например, применение жаропрочной вставки (лист из сплава Нимоник 75 толщиной 1,6 мм и весом около 13,5 кг) во входном патрубке турбины приводит к уменьшению веса и в то же время при быстрых изменениях температур в тонкой жаропрочной вставке не возникает термических напряжений. Каждая турбина имеет по две ступени, что дает возможность применить эффективное воздушное охлаждение дисков путем их изоляции от основного потока газов. [c.43]

Для уменьшения температуры хвоста лопаток и теплопередачи от лопатки к диску турбины, из выпускного патрубка компрессора подается к корням лопаток охлаждающий воздух. Для охлаждения дисков второй и третьей ступеней турбины воздух подводится через радиальные пазы в промежуточном вале, через отверстия в дисках первой и второй ступени в пространство между первым и вторым и вторым и третьим дисками и затем выходит в общий поток газов. [c.147]

Каждая турбина имеет по две реактивные ступени. Рабочие лопатки сделаны без бандажа и закручены по закону свободного вихря. Первый ряд рабочих лопаток имеет скрепляющую проволоку. Специального охлаждения дисков турбины нет. Диски первой ступени незначительно охлаждаются воздухом, просачивающимся из уплотнения соседнего подшипника. Ротор турбины высокого давления имеет двойной диск, который откован из аустенитной стали, содержащей 18% хрома, 8% никеля и титан. Вал откован из хромоникельмолибденовой стали. Рабочие лопатки изготовляются из стали, содержащей 18% хрома, 10% никеля, 7% ванадия и 12% кобальта, и крепятся в осевые пазы елочного типа. Общий корпус турбин отлит из чугуна и имеет горизонтальную плоскость разъема. Корпус имеет двойные стенки и охлаждается водой до 150°С. [c.187]

Охлаждение дисков первых ступеней может производиться либо за счет протечек охлаждающего пара через разгрузочные отверстия дисков и диафрагменные уплотнения, либо за счет дополнительного подвода охлаждающего пара к дискам через направляющие лопатки и отверстия в диафрагмах или с помощью устройства, смонтированного в центральной расточке ротора, и радиального сверления. [c.156]

Использование охлаждения позволило перейти на изготовление роторов и дисков из перлитных сталей. НЗЛ, начиная с агрегатов типа ГТ-700-4, стал применять так называемую струйную систему охлаждения дисков (роторов) газовых турбин. [c.63]

НОЙ трубке диаметром 8 см, на одном конце которой была поставлена форсунка. В центре трубы помещали металлический диск диаметром 2,5 см и толщиной 1 мм. Температура диска измерялась термопарой, установленной на обратной стороне диска. Диск предварительно нагревался до температуры, близкой к 500 °С. Когда устанавливался стабильный режим работы форсунки, нагревательный элемент убирали и записывали последующий процесс охлаждения диска парокапельным потоком. Величина теплового потока рассчитывалась по уравнению теплового баланса [c.156]

На рис. 11.9 приведены расчетные зависимости потребного расхода воздуха на охлаждение всей турбины (с учетом охлаждения дисков и подшипников) от температуры газа перед турбиной для конвективно-пленочного и пленочного охлаждения при двух значениях степени повышения давления воздуха в компрессоре Яко = 20 и 40. Эти зависимости получены в результате расчетов потребного расхода воздуха на охлаждение турбин с использованием приведенной на рис. 11.8 зависимости 0 = [ (О хп) принятой температуры лопаток ((Тл.о.а = 1270 К и Г л г s = = 1070 К). [c.195]

Для контроля состояния двигателя в полете имеются система предупреждения о перегреве воздуха для охлаждения дисков турбины, устройство для отсечки топлива при поломке вала ротора низкого давления, сигнализатор падения давления масла, который срабатывает также в случае чрезмерного осевого смещения роторов, указатель уровня масла в баке, срабатывающий в случае переполнения бака, которое может привести к разрушению теплообменника, ограничитель предельной частоты вращения роторов и устройство для отключения нагнетающего масляного насоса при отказе одного из насосов, откачивающих масло из корпусов подшипников. [c.139]

Принципиальные схемы охлаждения дисков ГТ показаны на рис. 4.10. Охлаждение радиальным обдувом (рис. 4.10, а) происходит воздухом, который подается в центральную зону диска, омывает его боковую поверхность затем частично пропускается [c.379]

Рис. 4.10. Схемы охлаждения дисков ГТ

Рис. 4.28. Охлаждение диска с дефлектором

Рис. 4.30. Комбинированное струйно-радиальное охлаждение диска

Из-за применения высоких начальных температур рабочего тела сопла, рабочие лопатки и другие детали газовой турбины (диски, цилиндры), находящиеся в сфере дейс твия повышенных температур, изго--товляют из легированных высококачественных сталей. Однако, несмотря на это, в некоторых турбинах для надежности работы приходится предусматривать воздушное или (реже) водяное охлаждение дисков и лопаток. Это приводит к тому, что в газовой турбине возникают дополнительные потери тепла с охлаждающим телом и потери работы на его нагревание. [c.383]

Применение внутренней изоляции и эффективной системы воздушного охлаждения деталей турбогруппы позволило резко снизить расход жаропрочных легированных сталей и одновременно повысить надежность турбин. Эффективная тепловая изоляция газовой турбины предотвращает потери тепла в окружающую среду для современных стационарных газовых турбин эти потерн не превышают 1% от тепла, вносимого в установку с топливом. На охлаждение деталей турбогруппы расходуется около 2 т/ч воздуха. Воздухом охлаждаются стяжки 19 (см. рис. 99) корпуса турбины. Снаружи они защищены слоем изоляции, а внутри охлаждаются воздухом, поэтому их температура не превышает 350— 370° С. Для охлаждения дисков ТВД п хвостов рабочих лопаток в корпусе турбины расположена воздухоподводящая система Р, 12 и 18, через которую к диску высокого давления с двух сторон и к корням направляющих лопаток подводится охлаждающий воздух. Воздух к камерам подводится от осевого компрессора по трубкам 9, 12, 18. Для выхода воздуха в проставке имеется ряд отверстий. [c.230]

Воздух в ГПА типа, ,Коберра-182 , отбираемый в небольшом количестве за осевым компрессором, поступает на охлаждение диска первой ступени силовой турбины. К диску он подается по двум трубкам через диафрагмы диаметром 3,6 мм. Температура воздуха после охлаждения диска замеряют с помощью двух хромель-алюмелевых термопар. Сигнал от термопар поступает на панель управления агрегатом, и при температуре воздуха 811 К загорается табло предупредительной сигнализации. Часть воздуха, отбираемого за осевым компрессором, поступает на обогрев соединения промежуточного вала с пусковым устройством. При температуре наружного воздуха более 278 К обогрев промежуточного вала нецелесообразен. [c.57]

В большинстве конструкций газовых турбин предусматривается воздушное охлаждение дисков и роторов и фактическая рабочая температура этих деталей не превышает 550—580° С. Поэтому в качестве материала для них используются перлитные стали ЭИ415, Р2 или хромистые стали. [c.29]

Состав № 10 (табл. 61) является типичным для блока цилиндров с водяным охлаждением, дисков сцепления, коробок скоростей и других автодеталей, с применением природнолегированных чугунов с повышенным по отношению к никелю содержанием хрома. В нормальных условиях отливки отличаются хорошей износостойкостью и лёгкой обрабатываемостью [13]. [c.49]

Вибрация в опасных пределах должна быть предупреждена правильным назначением размеров диска. Чрезмерный посадочный натяг мэжет привести к появлению трещины от угла шпоночного паза. Даже при нормально посаженном диске натяг во время работы может стать чрезмерным, если произойдет резкое его охлаждение. Если первоначальный натяг составлял около 0,001 d, то при охлаждении диска относительно вала примерно на 80°С этот натяг удвоится. При натяге, равном 0,001 d, напряжение в диске при тонких ступицах составляет около 1300 кг см , да еще надо учесть концентрацию напряжений в шпоночном пазе и возможность его перекоса в валу и в диске. [c.23]

Отсутствие охлаждения дисков ротора можно предположительно объяснить большой сложностью его осуществления, а также малыми размерами ротора, который может быть поэтому весь сделан из более дорогой, но более теплоустойчивой стали. Безобоймовая конструкция цилиндра может быть o6tH HeHa желанием упростить турбину, так как в других отношениях обойма была бы полезна и не увеличила бы заметно размеров цилиндра. [c.285]

Рис. 2-12. Схема охлаждения диска турбины высокого давления газотурбинной установки типа ЕМ27 фирмы Инглиш Электрик.

РаГход воздуха охлаждение дисков равен [c.132]

Перепад давления по воздушной стороне равной 110% от номинальной, регенератора равен 1,33%, перепад давления Общий расход воды на установку достигает по газовой стороне 3,9%. При частичных на- 3900 л мин, из которых 3030 л мин идет на ох-грузках объемный расход воздуха остается, в лаждение воздуха в промежуточном охладителе, основном, постоянным, а объемный расход ды- 378 л мин — на охлаждение масла и 114 л1мин — мовых газов значительно уменьшается, поэтому на охлаждение турбины. Максимальная потеря по мере снижения нагрузки потеря давления напора воды равна приблизительно 6,0 м вод. m. по газовой стороне значительно уменьшается. Так как при охлаждении турбины вода про-Для охлаждения дисков турбины рядом с ходит через маленькие отверстия, то необходимо ними устанавливаются водяные экраны, которые применять только очищенную от солей воду, представляют собой ребристые кольцевые по- Пуск установки осуществляется двумя трех-верхности, охлаждаемые изнутри водой. Каждый фазными асинхронными двигателями, один из экран приваривается к кольцу, которое на бол- которых мощностью 100 л. с. соединен при потах крепится к корпусу турбины, и имеет 9 ре- мощи муфты с валом главного редуктора. Этоу [c.132]

Кроме главных линий трубопроводов воздуха и продуктов сгорания, имеются вспомогательные линии трубопроводов а) отсос смеси воздуха и продуктов сгорания из лабиринтовых уплотнений газовой турбины в атмосферу б) подвод воздуха для охлаждения диска и вала турбины в) отвод воздуха от компрессора через сбросной воздушный клапан иротивопомиажного устройства [c.33]

Газовая турбина ГТУ имеет четыре ступени, ротор турбины дисковый. Диски отцентрованы хиртовым зацеплением и стянуты между собой 12 болтами на промежуточном радиусе. Каждая лопатка может быть вынута и заменена без выемки ротора. Лопатки первых трех ступеней охлаждаются воздухом. Часть воздуха после компрессора выводится из КС, охлаждается в теплообменнике с использованием теплоты для подогрева топлива, фильтруется и направляется для охлаждения и уплотнения ротора, охлаждения дисков и рабочих лопаток. Сопловые лопатки первой ступени охлаждаются воздухом после компрессора, отбираемым также из КС. При этом применяется комбинированное пленочное и конвективное охлаждение. [c.252]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...