Конструкции охлаждаемых лопаток

КОНСТРУКЦИИ ОХЛАЖДАЕМЫХ ЛОПАТОК Отвод тепла в охлаждаемый хвостовик или ротор [c.34]

Совершенствование конструкции газотурбинных авиадвигателей предъявляет все более высокие требования к качеству местных охлаждаемых лопаток, определяющих жаропрочность и технологичность их производства на высоком уровне. [c.445]

Охлаждение высокотемпературных турбин авиационных двигателей затрагивает широкий круг вопросов, связанных не только с разработкой системы подвода воздуха, конструкции и производства охлаждаемых лопаток, но и с необходимостью учета влияния системы охлаждения на характеристики двигателя. Отбор некоторого количества воздуха на охлаждение турбины уменьшает удельную тягу и увеличивает удельный расход топлива двигателя, вследствие чего необходимо использовать все возможности для уменьшения расхода охлаждающего воздуха. Кроме того, существенное влияние на термодинамические параметры рабочего процесса оказывает выпуск охлаждающего воздуха в проточную часть турбины. [c.59]

Влияние ползучести на напряженное состояние охлаждаемых лопаток. — В кн. Тепловые напряжения в элементах конструкций. Вып. 9. Киев, Наукова [c.323]

Тепловая защита лопаток газовых турбин позволяет понизить температуру их поверхностей по сравнению с температурой газа до уровня, при котором обеспечивается надежная забота лопаток из выбранного материала в течение требуемого срока службы. Целесообразно выбирать температуру материала лопаток турбин из условия максимально допустимой прочности. Тепловая защита лопаток газовых турбин включает в себя совокупность элементов и узлов, обеспечивающих подготовку охлаждающей среды, подачу ее к охлаждаемой лопатке, систему охлаждения самой лопатки и использование охладителя после отвода теплоты от лопатки. Система охлаждения лопатки включает в себя конструкцию охлаждаемой лопатки, обеспечивающую определенную организацию течения охладителя в ней и определенную эффективность охлаждения. Системы охлаждения лопаток газовых турбин подразделяются по роду применяемого охладителя (воздушные, жидкостные и воздушно-жидкостные) и по способу использования охладителя в турбине н в двигателе в целом (открытые, замкнутые и полузамкнутые). [c.456]

Рис. 32-13. Схема конструкции пустотелых направляющих лопаток газовой турбины, охлаждаемых воздухом

Ротор состоит из вала с дисками или барабана с полуосями, рабочих лопаток, упорного гребня, элементов наружных уплотнений и полумуфты (рис. 2.5). По назначению различают роторы активных турбин, реактивных турбин, компрессоров (центробежных и осевых) по конструкции — роторы дисковые, барабанные и смешанные (рис. 2.5) по тепловому режиму — неохлаждаемые и охлаждаемые по частоте вращения — жесткие и гибкие по способу изготовления — цельнокованые, сварные, с насадными дисками и наборные [13, 37]. [c.29]

В охлаждаемых лопатках газотурбинных двигателей (ГТД) сложность конструкции, стесненность деформаций и термоциклическое высокотемпературное нагружение приводят к возникновению малоцикловых повреждений. Принудительное внутреннее охлаждение рабочих и сопловых лопаток позволяет в определенной мере [c.25]

Двигатель АЛ-31Ф требователен к технологическим процессам изготовления и к допускам на размеры деталей, что, в свою очередь, потребовало значительного технического перевооружения производства, особенно внедрения новых технологий в литейном производстве. Задача освоения технологии изготовления новой конструкции авиационного двигателя АЛ-31Ф потребовала новых конструкций охлаждаемых лопаток. Методом литья на ОАО УМ-ПО внедрялись рабочие турбинные лопатки без припуска по перу конструкции штырковой (на первом этапе 1980 - 1985 гг.) и с циклонно-вихревой системой охлаждения (на втором этапе 1980 -1990 гг.). Конструкции их показаны на рис. 114. Наиболее сложная последняя конструкция с многочисленными перемычками с тонкими ребрами. Она имеет 19 охлаждаемых каналов, расположенных по углом 30° к оси лопатки, пятнадцатью перемычками и десятью отверстиями диаметром 0,85 - 0,95 мм, а длина отливки 150 мм, что значительно усложнило задачу изготовления керамических стержней по сравнению с отливкой первого варианта (см. рис. 204). [c.446]

На третьем этапе (1975 - 1985 гг.) осуществлялось совершенствование конструкции лопаток и технологии их производства в связи с высокими требованиями, предъявляемыми к качеству литых охлаждаемых лопаток и к технологии и оборудованию для их производства. В первоначальной стадии (1970 - 1975 гг.) при производстве литья пустотелых лопаток брак в литейном и механическом цехах составлял более 50%. Переход на более широкое применение литых деталей для изготовления ГТД авиационной техни- [c.13]

Улучшение параметров турбин должно происходить при увеличении температуры газа на входе в турбину. Несмотря на высокий уровень совершенства систем охлаждения современных турбин, техника охлаждения имеет еще достаточные перспективы развития. В частности, в конструкции охлаждаемых рабочих лопаток должны более широко применяться схемы с внутренним струйным и внешппм пленочным охлаждением, которые успешно освоены в сопловых лопатках. Кроме того, в систему охлаждения при высоких степенях повышения давления в компрессоре целесообразно ввести теплообменник для увеличения хладоресурса воздуха. [c.217]

Из рассмотрения эксплуатационной нагруженностн следует, что типичными примерами злементов конструкций, в которых реализуется режим нагружения, показанный на рис. 1.20, а, являются турбинные диски, элементы паропровода, котлы высокого давления теплоэнергетического оборудования, кромки и перемычки охлаждаемых лопаток, зоны концентрации диска газотурбинных двигателей и др. [c.39]

Газовые турбины с точки зрения выполнения основных операций общей сборки (центровки роторов и корпусов) имеют, в принципе, одинаковое устройство с паровыми турбинами. Поэтому для центровки и сборки газовых турбин в основном используют описанные выше методы центровки и сборки паровых турбин. Некоторые особенности сборки газовых турбин вытекают из особенностей конструкции отдельных их элементов, наличия при их эксплуатации высоких температурных градиентов в отдельных частях турбины. Это требуется учитывать, например, при орлопачивании, допуская наличие холодных зазоров, которые автоматически выбираются при достижении рабочей температуры. Имеются различия в методах облопачивания, вызванные применением охлаждаемых лопаток, и некоторые другие особенности. [c.410]

На рис. 4.41, е, ж показаны конструктивные решения крепления охлаждаемых лопаток, внутренние полости которых использованы для размещения силовых связей и других конструктивных элементов. Так, на рис. 4.41, е пустотелые лопатки 1 первой ступени двухроторного ТРДФ устанавливаются между внутренним силовым корпусом 16 и корпусом соплового аппарата И наружного корпуса 20 и уплотняются по торцу кольцом 19. Каждая лопатка закрепляется винтом 12 в нужном положении и имеет возможность расширения в сторону внутреннего корпуса 16. С помощью винта 12 и эксцентрика 13 ( регулировочного сухаря ) лопатка может поворачиваться на небольшой угол, т. е. регулируется выходное сечение СА при сборке. Внутри дефлектора 14 установлены силовые стержни 15, закрепленные винтами 10. Такая конструкция обеспечивает силовую связь и соосность корпусных деталей 11 ц. 16 с. лабиринтным кольцом 8. [c.184]

Этот метод интенсификации позволяет с помощью однофазного теплоносителя охлаждать сплошную стенку, подверженную воздействию больших тепловых потоков, например при конвективном охлаждении стенок ракетных двигателей (рис. 1.8) и лопаток их газовых турбин, элементов электронной аппаратуры и других теплонапряженных устройств. В частности, за счет охлаждения прокачкой воды через проницаемую подложку может быть обеспечена надежная рабрта лазерного отражателя. Такой способ охлаждения в настоящее время - единственный при малых размерах или сложной форме нагреваемых конструкций, в которых невозможно выполнить каналы для охладителя. Например, лопатки малых газовых турбин ракетньи двигателей с максимальной толщиной профиля порядка 3 мм, хордой около 2 см и длиной от 1 до 2 см обычно не охлаждаются, что ограничивает температуру газового потока и эффективность таких турбин. Изготовление лопаток из волокнистого металла 1 (рис. 1.9), покрытого снаружи тонким герметичным слоем керамики 2 и охлаждаемого продольным потоком газа, вытекающего через вершину, позволяет снять эти ограничения. [c.12]

Особенностью режимов нагружения деталей авиационных ГТД является высокая температура основных деталей — рабочих и сопловых лопаток турбины, дисков, элементов проточной части газового тракта. По данным зарубежных исследователей [7, 8 и др.], температура газа перед турбиной в транспортных ГТД за последние 10—15 лет выросла на 300° С и достигает 1300° С и более, что вызвано требованиями снижения удельного веса двигателей и повышения их мощности и экономичности. Эти требования в наибольшей степени относятся к авиационным двигателям, в особенности из-за общей тенденции экономии топлива. По данным работы [7], в которой приведен обзор направлений развития зарубежных ГТД, рост температуры газа перед турбиной будет продолжаться, к 1985—1990 гг. может быть достигнут уровень 1700° С. Охлаждаемые конструкции лопаток допускают эту возможность, если учесть, что жаропрочность обычных литых материалов увеличивается в среднем на 10° в год кроме того, разрабатываются новые высокожапропрочные сплавы — композиционные, эвтектические и др. [9]. Следовательно, теплонапря-женность деталей авиационных двигателей будет увеличиваться. Высокий уровень температур объясняет и следующую особенность этих конструкций — применение высокожаропрочных сплавов, которые часто не имеют большого ресурса пластичности, свойственного ряду конструкционных материалов, используемых в тех же деталях 10—15 лет назад. В табл. 4.1 приведены для сравнения некоторые характеристики жаропрочных лопаточных сплавов, расположенных в хронологическом порядке их применения в промышленности. Каждый из четырех приведенных материалов является базовым для ряда других, созданных на его основе, и представляет, таким образом, группу сплавов. [c.77]

В модификации RM.8B к вентилятору была добавлена одна ступень доведением размеров лопаток первой ступени компрессора низкого давления до размеров лопаток вентилятора, так что число ступеней вентилятора увеличилось до трех, а компрессор низкого давления стал трехступенчатым. Изменен также компрессор низкого давления (для получения большого запаса устойчивости в условиях работы двигателя на большой высоте). Вентилятор и компрессор низкого давления находятся на одном валу и приводятся неохлаждаемой трехступенчатой турбиной. Компрессор высокого давления имеет семь ступеней, по конструкции аналогичен компрессору двигателя JT8D и приводится одноступенчатой охлаждаемой турбиной, система охлаждения которой более эффективна, чем у гражданского двигателя. Камера сгорания трубчато-кольцевая с четырьмя топливными форсунками на каждой жаровой трубе, что обеспечивает высокий коэффициент полноты сгорания топлива. Форсажная камера двигателя позволяет увеличивать тягу на взлете почти на 70%, а в полете до 1507о- Всережимное эжекторное реактивное сопло регулируется автоматически соответственно степени форсирования тяги. [c.118]

Для увеличения конструк-циониого демпфирования создают конструкции лопаток с дополнительными поверхностями контакта [68] составные лопатки (рис. 36), охлаждаемые лопатки со специальным дефлектором, который при колебаниях контактирует с внутренней поверхностью лопатки, лопат- А ки со спаренными ножками (рис. 37) и др. [c.261]

На рис. 33-9 показана схема пустотелой направляющей лопатки, охлаждаемой воздухом. Сопловая решетка в данном случае изготовляется из пустотелых направляющих лопаток, Приваренных к внутреннему и внешнему кольцевым каналам, вставляемым в корпус турбины. Холодный воздух закачивают во внутренний кольцевой канал, далее он проходит внутри лопаток, охлаждает их и выходит в верхний кольцевой канал. Из верхнего канала нагретый воэдух выбрасывается через специальные патрубки в атмосферу. Существуют конструкции лопаток, внутрь которых вставляются особые дефлекторы для увеличения скорости воз,духа и направления его к наиболее горячим частям лопатки. [c.513]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...