Охлаждаемые лопатки

В газовых турбинах часто применяют охлаждаемые лопатки охлаждающей средой обычно является воздух, который подводится от компрессора к диску, а затем к хвостам лопаток. В теле лопаток выполнены каналы для охлаждающего воздуха, выпуск происходит через вершину лопаток, а также через отверстия или щели на ее поверхности. Охлаждение может быть внутренним или наружным. [c.28]

Потери от охлаждения лопаток. В высокотемпературных газовых турбинах принимают ступени с охлаждаемыми лопатками. При этом возникают потери из-за отвода теплоты от газа, вследствие смешения охлаждающего тела с газом, ухудшения формы профиля лопаток и т. п. Указанные потери обычно оценивают по опытным данным. [c.141]

Близкие условия работы материала создаются и в охлаждаемых лопатках [13], но наличие охлаждения и конструктивные особенности изменяют зону действия максимальных напряжений. Из рис. 3 следует, что при выходе на максимальный режим полета высокий уровень напряжений (ст = 550 МПа с температурой t = 85Q° ) создается в корыте лопатки в зоне центрального охлаждающего отверстия [71]. Кинетика термомеханической напряженности показывает, что, во-первых, в течение цикла напряжения действуют циклически, меняют знак и, во-вторых, по объему лопатки создаются зоны с разными знаками напряжений, действующими при сравнительно высоких температурах. [c.9]

Рис, 3. Зависимость суммарных напряжений а (а), температуры t (б) в характерных точках среднего сечения охлаждаемой лопатки и частоты вращения турбины п (в) от продолжительности X работы газотурбинного двигателя транспортного типа в режиме запуска (/), малого газа (//), приемистости (Ш), максимальной мощности (/V), промежуточного уменьшения частоты вращения (V), длительном (VI), остановки (V//) [c.10]

Величина к. п. д. ГТУ с применением охлаждения проточной части зависит от допущенной температуры стенки охлаждаемой лопатки. Для = 850° С получены одинаковые величины к. п. д. как для ti — 1000° С, так и для более высоких значений температуры (ti = 1200° С) при наивыгоднейшей степени повышения давления. Следовательно, при = 850° С применение ti более 1000—1200 °С не выгодно. [c.179]

Рис. 41. Охлаждаемая лопатка второй ступени паровой турбины СКР-100

По вопросу выбора параметров пара для таких турбин в настоящее время высказываются различные мнения. Некоторые специалисты считают, что для термоядерных установок потребуются турбины, рассчитанные на начальное давление до 40— 50 МПа с температурой пара до 1300 К. Такие турбины могут оказаться эффективными при использовании чисто паротурбинного цикла. При их создании будет полезен опыт проектирования, изготовления и эксплуатации высокотемпературных паровых турбин (в частности, Р-100-300/650), а также успехи в разработке высокотемпературных газовых турбин с охлаждаемыми лопатками. Другой путь, с нашей точки зрения более эффективный,— использование комбинированных установок с МГД-генераторами и высокотемпературными газовыми [c.260]

Тепловое состояние охлаждаемой лопатки [c.96]

Описанный выше метод использован при исследовании температурного поля охлаждаемой лопатки ГТУ. [c.96]

Распространение метода линеаризации на модели, выполненные из электропроводной бумаги, позволяет решать нелинейные задачи теплопроводности для сложных конструктивных элементов на простых, широко распространенных и доступных интеграторах типа ЭГДА. Исследование теплового состояния охлаждаемой лопатки газовой турбины позволило проверить методику в довольно сложных условиях, когда модель представляла собой многосвязную область с нелинейными граничными условиями третьего рода. [c.99]

Как отмечено в гл. УП, наряду с другими организациями работы по созданию охлаждаемой лопатки для ГТУ велись на кафедре тур- [c.194]

Температурное поле лопатки моделировалось на моделях из электропроводной бумаги в корневом, среднем и периферийном сечениях. Поскольку температура по высоте охлаждаемой лопатки изменяется незначительно, перетечка тепла от сечения к сечению не принималась во внимание, т. е. каждое сечение моделировалось обособленно. Однако неравномерность температуры вдоль лопатки учитывалось при определении подогрева охлаждающего воздуха. [c.196]

Температурные напряжения в охлаждаемой лопатке ГТУ большой мощности [c.210]

В гл. VII и XIV, а также в работах [292, 293] приведены результаты исследования теплового состояния охлаждаемой лопатки для первых ступеней ГТУ большой мощности. Речь шла о разработанной на кафедре турбиностроения ХПИ конструкции лопатки оболочкового типа с каналами, ориентированными по высоте и максимально приближенными к поверхности лопатки. Имелось в виду [c.210]

Рис. 98. Температурные поля охлаждаемой лопатки ГТУ сечений для периферийного (а), среднего (6) и корневого (в).

ПОЛЯ температур в теле охлаждаемой лопатки с учетом непостоянства локального теплообмена по контуру лопатки, а также по ее высоте. [c.262]

Уменьшение работы расширения газа в результате отвода тепла в охлаждаемые лопатки в авиационных турбинах пренебрежимо мало. [c.208]

Следует отметить, что температура материала охлаждаемой лопатки неодинакова по ее контуру и зависит от формы лопатки, ее размеров и параметров газового потока, что объясняется следующими причинами [c.57]

Критическая проблема газотурбинных двигателей- создание рабочей охлаждаемой лопатки, работающей в условиях наиболее жесткого воздействия температуры, циклических и термоциклических напряжений, активной коррозионной и окислительной среды, решается за счет изготовления лопаток из суперсплавов с направленной и монокристаллической структурами, а также специальными видами защитных покрытий. Применение технологии монокристаллического литья и разработку специально легированных монокристаллических сплавов позволили повысить рабочую температуру на металле лопаток на 80-120 °С по сравнению с лопатками из сплавов с равноосной структурой. Температура газа перед рабочей [c.9]

Gq, средний диаметр сопловой решетки dy, частота вращения п, степень реактивности р, угол выхода потока из сопловой решетки tt], расходы охлаждающего воздуха на сопловую Д0,, и рабочую решетки. Предварительно эти расходы можно определить по рис. 4.13 [5], задав конструктивную схему охлаждаемой лопатки и определив значение [c.381]

По рис. 4.33 для " 2,2 % определяем интенсивность охлаждения 0 = 0,43. Рассчитываем температуру металла охлаждаемой лопатки по (4.5) [c.111]

Четырехступенчатая ГТ имеет сложную систему охлаждения пар охлаждает сопловые лопатки первой и второй ступени, а воздух из компрессора — рабочие лопатки. Перед подачей к лопаткам пар охлаждается в теплообменнике и фильтруется. Охлаждаемые лопатки имеют термостойкие покрытия, удлиняющие срок их эксплуатации. [c.254]

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]

Охлаждаемые лопатки турбины ГТД со встроенными в перо малоразмерными вихревыми энергоразделителями [c.366]

Характерные особенности закрученного потока наиболее полно подходят для создания эффективной схемы конвективных и конвективно-пленочных систем охлаждения лопаток проточной части ГТД. В турбинных двигателях IV—VI поколений прослеживается тенденция использования больших степеней понижения давления газа в ступени (я > 2), что обусловливает возможность применения вихревых энергоразделителей (ВЭ) в охлаждаемых лопатках. По прогнозу к 2000 г. будут вводиться в эксплуатацию перспективные двухконтурные турбореактивные двигатели со степенью повышения давления в компрессоре до л = 60, с последней центробежной ступенью компрессора и противоточной камерой сгорания в этом случае на охлаждение соплового аппарата второй ступени удобно подвести воздух высокого давления из внутреннего кожуха камеры сгорания, и использование ВЭ становится перспективным. [c.367]

Рис. 8.3. Охлаждаемая лопатка со встроенными вихревыми энергоразщелителями I— сопловой ввод 2— отверстия в диафрагмах 3— канал охлаждения входной кромки 4— закрученный поток 5— камеры энергораэделения 6 — отверстия дросселей

При обтекании твердых стенок газовым или паровым потоком, содержащим взвешенную влагу, часть капель будет попадать в пограничный слой как вследствие кривизны стенок, так и в результате турбулентных пульсаций в потоке. Движение капель в адиабатном пограничном слое исследовал Бам-Зеликович. Если при теплоотводе в поток температура стенок ниже критической величины (соответствующей переходу к сфероидальному состоянию), то капли образуют на поверхности жидкую пленку. В этой пленке возникает испарение с поверхности или ядерное кипение, характер которых и будет определять интенсивность теплоотдачи от стенок к потоку. Подобные задачи явились объектом экспериментальных исследований [Л. 4-9, 10]. Однако изучалась теплоотдача при небольших температурных напорах. Эти случаи нетипичны для газовых турбин, где температуры лопаток должны быть по возможности близки к предельно допустимым температурам металла и во всяком случае должны значительно превосходить критические величины. Поэтому влага на поверхности охлаждаемой лопатки должна находиться в сфероидальном состоянии. [c.108]

Лопаткам соплового аппарата турбины (примеры разрушений которых приведены на рис. 4.3, б, а, г) обычно не свойственны вибрационные нагрузки, и наиболее часто в них проявляются малоцикловые термоусталостиые разрушения. На рис. 4.3, б показана охлаждаемая лопатка соплового аппарата первой ступени турбины транспортного авиационного двигателя. Трещина термической усталости возникла на входной кромке в перемычке между отверстиями для выхода охлаждающего воздуха и развилась далее на несколько отверстий (их диаметр 0,4—0,6 мм). [c.79]

В связи с этим в Харьковском политехническом институте (ХПИ) в свое время был поставлен вопрос о создании охлаждаемой лопатки ГТУ с неравномерной раздачей воздуха по обводу профилй. Дело в том, что местный теплообмен на профиле отличается значительной неравномерностью, причем эта неравномерность может достигать 1000%. Поэтому для удовлетворительного охлаждения лопатки необходимо так организовать охлаждение, чтобы не допустить возникновения больших градиентов температур вследствие неравномерности теплоотдачи от газа к лопатке. [c.97]

Поскольку на данном этапе работы не ставилась задача глубокого исследования напряженного состояния охлаждаемой лопатки принятой конструкции, а приведенные поля температурных напряжений носят больше иллюстративный характер к предложенной мето- [c.212]

Мацевитый Ю. М. Исследование теплового состояния охлаждаемой лопатки ГТУ большой мощности. Канд. дис., Харьков, 1965, 157. [c.240]

В турбинах с охлаждаемыми лопатками при выпуске воздуха через выходную кромку она должна выполняться более толстой, чем в неохлаждаемых турбинах. Однако вдув воздуха в закро-мочный след приводит к уменьшению кромочных потерь. При оптимальном соотношении ширина ш,ели и толщины выходной кромки, скорости воздуха и газа кромочные потери практически исчезают. [c.161]

В охлаждаемых лопатках турбин применяются различные способы интенсификации теплообмена. Одним из таких способов является струйное натекание охлаждающего воздуха на внутреннюю поверхность лопатки. При такой конструкции охлаждающий воздух поступает внутрь пустотелой детали — дефлектора, помещенного в полость лопатки, откуда через профилированные отверстия струйки воздуха направляются к наиболее теплонапряженным участкам (рис. 30). Такой способ очень широко применяется в сопловых лопатках (практически на всех двигателях), а также в рабочих лопатках (двигатели F100, JT9D и некоторые другие). [c.56]

Литье по выплавляемым моделям (ЛВМ) — это процесс получения отливок в неразъемных разовых огнеупорных формах, изготавливаемых с помощью моделей из легкоплавящихся, выжигаемых или растворяемых составов. Используют как оболочковые (керамические), так и монолитные (гипсовые) формы. Таким образом, рабочая полость формы образуется выплавлением, растворением или выжиганием модели. Отливки, полученные методом ЛВМ, мало отличаются (по размерам и форме) от готовой детали. Этим способом можно получать сложные тонкостенные детали (например, охлаждаемые лопатки ГТД, художественные и ювелирные изделия). Литье по выплавляемым моделям осуществляют различными способами заливки свободной, центробежной, под низким давлением, с использованием направленной кристаллизации. [c.327]

Трехступенчатая ГТ с охлаждаемыми лопатками первой и второй ступени имеет современную аэродинамическую конструкцию. Частота вращения вала основного агрегата 6600 об/мин, поэтому соединение с электрогенератором осуществляется посредством редуктора в виде сдвоенной косозубчатой цилиндрической передачи. Пусковой электродвигатель подключен к основному редуктору через муфту синхронного самопереключения и отдельный пусковой редуктор. [c.245]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...