автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.12, диссертация на тему:Разработка закрытой системы охлаждения направляющих лопаток газовой турбины энергетической ГТУ
Автореферат диссертации по теме "Разработка закрытой системы охлаждения направляющих лопаток газовой турбины энергетической ГТУ"
Ленинградский государственный технический университет
На правах рукописи
АБЗАС Дкамаль Есеф
УДК 621.438.016.4-226.2 '
РАЗРАБОТКА ЗАКРЫТОЙ (ЖТЕШ ОХЛАЖДЕНИЯ НАПРАВЛЯЮЩИХ ЛОПАТОК ГАЗОВОП ТУРБИН* ЭНЕРГЕТИЧЙСКОЙ ГШ
Специальность 05.04.12 - Турбоыашины и турбоуогановки
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Ленинград 1Э91
"Я
Работа выполнена на кафедре яурбикостроения Ленинградского государственного технического университета.
Яаучкый руководитель: доктор технических наук, профессор
Л.В.Арсеньев
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор
А.М.Топунов
кандидат технических наук В.Ю.Тихоплав Ведушее предприятие: 1Ю "Невский завод" им.В.И.Ленина
Зашита состоится пЖ? 1991 г. в . часов
на заседании специализированного Совета К 063.38.23 при Ленинградском государственном техническом университете по адресу: 195261, Ленинград, ул.Политехническая, 29, Главное здание, ауд.251
С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке
ЛПУ.
Автореферат разослан ". .Д " сь^с?1991 г.
, Учений секретарь специализированного Совета, доктор технических наук, профессор
А.С.Ласкин
1 Актуальность .теш. Развитие энергетических газотурбинных установок определяется прег'-е всего ростом начальной температуры газа, ¿'не освоенный уровень температуры газа перед турбиной требует применения 'охлаядсния проточной части турбина. Дальнейшее увеличение темпераауры-газа связано с возможностью повьязения эффективности ох-лЬкдения лопаточного аппарата турбины и прежде всего направлявшего аппарата первой ступени, глубина охлаждения которого - максимальна. Этил определяется актуальность диссертационной раОоты, посвященной разработке системы охлаждения направляющих лопаток оболочкового типа. В качестве охлаждающего агента принят водяной пар, обладающий большим хладоресурсом, чем воздух. Использование водяного пара в качестве охладителя турбины целесообразно в комбикированных установках, что открывает возможность существенного повышения КПД энергетического оборудования электростанции.
Цель .и..задачи, исследования. Целью работы является разработка высокоэффективной закрытой системы охлаждения тапраалякшвй лопатки и элементов статора 1-й ступени ВГТ. Эта цель определяет ряд задач, рассмотренных а данной работа:
- разработка метода расчета показателей термической эффехтив- • носто ПУ при различите системах охлаждения, в том числе с закрытым паровым охлаждением элементов статора и открытым воздудаш охлаждением элементов ротора газовой турбины;
- расчет и анализ показателей термической эффективности ГГУ о различными системами охлаждения высокотемпературной газовой турби-. на и выбор рационального охлаждения ее лопаточного аппарата;
- разработка конструкции охлаждаемой направляющей лопатки с полками с закрытой системой'охлаждения;
- расчетное исследование теплового состояния охлаждаемых лопаток с различными вариантами закрытой системы охлаждения и выбор наиболее целесообразного варианта;
- исследование теплообмена в о хл заданием канале выходкой кромки и методов его интенсификации при закрытой системе охлаждения.
Достоверность, полученных результатов. Исследование и методы ,, расчета характеристик ПУ при различных системах охлаждения и теплового состояния охлаждаемых лопаток вшолнаш на базе кдассичес- -ких уравнений тераогазодшамики и теплопередачи.
Научную, новизну представляет:
- разработка метода расчета характеристик ПУ при различных системах охлаждения теплового состояния охлаждаемых лопаток;
- сравнение характеристик ПУ при различных системах охлаждения;
• - сравнение различной эффективности схем НЛ 1-й ступени.
Практическая ценность работе заключается в той, что на основе разработанных методов теплового состояния НЛ произведен анализ различных систем охлаждения, на базе которого обоснована эффективная система закрытого парового охлаждения НЛ 1-й ступени, которая «омет быть рекомендована для ВГТ, рассчитанных на температуру газа 1723 К.
Публикации. Часть материала диссертации опубликована в одной ■ научной статье.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (61 наим.), приложения и содержит 150 страниц машинописного текста и 70 рисунков.
Содержание работы
В первой, главе выполнен краткий обзор работ по охлаждению направлявших лопаток (НД) газовых турбин оболочковой конструкции. Были рассмотрены конструкции НЛ и результаты исследований эффективности их охлаждения. На основании выполненного обзора и анализа рассмотренного материала, в этой главе сформированы цели и задачи настоящих исследований.
Вторая глаза посвящена исследованиям характеристик ПУ при различных системах^охлаждения. Рассмотрены особенности методики расчета показателей ПУ с воздушным и паровым охлаждением турбины при открытой и при закрытой схемах течения охладителя. Охлаждение проточной части турбины оказывает существенное влияние на основные показатели ПУ. Это влияние определяется наличием специфических потерь в турбине. При определении основных показателей ПУ с-.ВГТ необходим учет всех специфических потерь, что приводит к необходимости разработки специальной методики. В настоящее время существуют различные методики расчета ПУ с охлаждаемыми турбинами, которые
с той или иной точностью позволяют определить полезную работу и КГЩ установки. Автором на базе уже существующей методики ЛГТУ разработан более унигорсальнъ:;! метод расчета показателей, позволяющий ана • лизировать показатели Г!У при комбинированных системах охлаждения.
В настоящей работе рассматривается перспективная энергетическая ГТ/. 3 качестве базовой; для исследования принята температура 1573 К и достаточно широкий диапазон изменения степени повышения давления = 10—30.
Удельная работа установки для любой системы охлаждения определяется уравнением .
Н*- (ИгоГ С + г9 схл) + 2хаГ9о^9о+
где ~Хттг)?т.охл~ Работа ^Р6^ ^т-ахл " Ш тур-
бины, учитывающий газодинамические потери с учетом охлаждения; Д.Ц - уменьшение работы турбины из-за отвода теплоты от газа в систему охлаждения; Нш - работа охладителя как пара, так и воздуха при его расширении в проточной чести турбины, определяется по формуле:
Н -с Т (\
ОАЛ >охл 'а-шЛ ^ (Ми /¿т-йкл>
' Й-ип и 01гн00ительнь!е расходы топлива в камере сгора-
ния и охладителя после компрессора, отведенного в систему открытого охлаждения; до"хл - относительный расход пара, который идет на охлаждение ступеней турбины в случае закрытого парового охлаздения; Н^С^",^*4-1.)/'^- работа компрессора ГТУ; ^ - КОД компрессора. Относительный расход охладителя определяется по формуле:
Зом^ ^ои/^ш^р-ахдС^м Тт ») ,
где удельная теплота системы охлаждения;
- коэффициент использования хладоресурса охладителя.
Потери работы турбины из-за охлаждения дНг заввдят от количества теплоты {|/|КА к могут быть определены как часть этой теплоты через коэффициент потери работы 7& , т.е. Коэффициент
' находится как функция ш формуле:
-яг,
-т.
При закрытом воздушном охлаждении процесс саагия в компрессоре рассматривается состоящим из двух частей: из части до ввода охлаждавшего воздуха и части после ввода охлаждающего воздуха. Тогда обаая работа компрессора Н = Н, , И,
V«
где
И
ъг
!0ХЛ
^ ,1 у^'2.
2«ха'-"л—- коэффициент потери давления в системе охлаждения. Темпер . тура Т,' в начале процесса сжатия во второй части компрессора (К2 зависит от температуры в конце процесса спагия в первой части коын рессора и температуры воздуха после системы охлаждения Т
у/ , п Т т'- * "шмц Т'=Т
)0ИЛ
г-'олл
V. ' 1 '
«5
I -I
2-вхл
^ш/^мл,'
2«
тогда температура конца процесса сжатия
% "Т.
Переход от воздушного охлаждения к паровому охлаждении уменьшает расход охладителя. Расход пара, который требуется для охлазде Ний проточной части турбины пригашается как » 0,70 В.случае закрытого парового охлаждения работа компрессора определя ' егея со формула
■ Й" ■ н^нд.н^нд,
'де Н^С^ оГ^ _ 5йУЛ)] работа первой части компрессора;
" -с
работа второй части компрессора 1 (воздух);
!п п г Т'
- работа второй части компрессора (пар).
.емпература между частями компрессора определяется также, как при Iакрытсм воздушном охлаждении, кроме температуры в конце процесса жатия, которая находится нак температура смешения двух потоков.
Из-за трудностей реализации закрытого парового охлаждения вравшихся деталей ротора турбины ВГГ, в работе рассматривается паро-юздушюе охлаждение (где статорные части охлаждаются паром, по закрытой схеме, а роторные части охлаждаются воздухом, по открытой :хемд), (рис. I). В атом случае работу компрессора можно найти как
н -- ¡16 -гн+Нсм Н 4 -с тЛх 0 -1Ч] ^ -(I/о
1=. V, 1 Чг ) 1 к-\ Л} к ¿оха'] ¿&\ >
н
н
•де - коэффициент потерь давления в статорных элементах турбины;
¿, О X л
- коэффициент пошиения давления в НЛ первого венца, (ля нахождения работа Н к необходимо определение температуры в со-тветсгвуюзш: точках компрессора, что монет быть сделано по сладу-шим формулам:
' г'
■Г« I о -
К
. рГкУ
г^Л 1
^ км
Ь
Т. ■1
I -Ь-'
2
К 2
"И'г ' 9 ом"?» 'гахл V1 ?МЛ I
Г
1 г
'К-5
Конструктивно схема закрытого охлаждения лопатки НЛ мокет быть выполнена по 2-м вариантам: с параллельным или последовательным прохождением охладителя по охлаждаемым венцам.
В турбине с паровоздушной системой охлаждения, последовательное течение охладителя пара в ступенях дает большую удельную пояез-. ную работу и КПД ИУ, чем параллельное течение охладителя. Это определяет предпочтительное использование последовательного течения охладителя е система охлаждения.
Результаты расчетов основных показателей установки приведены на рис.2. Из приведенных кривых видно, что воздушное охлаждение понижает показатели установки как при открытом, так и при закрытом охлаждении. Особенно сильно КПД и удельная работа установки уменьшаются при открытом воздушном охлаждении. Все варианты парового охлаждения повышают как удельную работу, так и КОД установки. Причем эги показатели оказываются выше даже по сравнению с показателями неох-лаждаемой ИУ.
Третья, глава посвящена исследованию теплового состояния ста-торных элементов 1-й и 2-Й ступеней ВГТ и разработке рациональной системы их охлаждения. Обоснованы геометрические характеристики НЛ 1-й и 2тй ступеней ВГТ как объекта исследования. При начальной сред' немассовой температуре газового потока перед турбиной 1573 К НЛ 1-й ступени расчитывается на температуру 1723 К, а НЛ 2-й ступени -на температуру 1430 К. При зтом допускаемая температура оболочки охлаждаемой лопатки составляет 1120 К.
Для реализации конвективного закрытого охлаждения направлявших лопаток турбины предлагается использовать лопатки оболочковой конструкции, состояшие из несущего стеркня и свободно сидящей на нем оболочки толщиной 1,5 мм. Профильная часть оболочки свободно надета на стержень и приварена к оболочкам полок.
Разработаны три модификации конструкций охлаждаемой НЛ первой ступени турбины: лопатка с продольным (одноходовым) течением охладителя, лопатка с'продольно-возвратным (петлевым) течением охладителя и лопатка с поперечным течением охладителя.
Разработана методика проектировочного расчета закрытой системы охлаждения НЛ оболочковой конструкции, которая базируется на решети 2-х взаимно обусловленных задач: расчета теплового состояния элементов конструкции лопатки, и расчета потерь давления потока охладителя в охлаждающих каналах.
топ
Г - электрический генератор К - компрессор \ п КС - камера сгорания
Ш •• котел-утилизатор
Т - газовая турбина Н - водяной насос
Рис.1. Состав ГТУ простой тепловой схемы Са) и ее условный термодинамический цикл в Т-диаграмме (б) при смешанном (паровоздушном) охлаждении газовой турбины.
Рис.2. Показатели термической эффективности ПУ с различными системами охлаждения газовой турбины с. начальной температурой Т3=1570 К и различных степенях повышения давления в компрессора.
2 - без охлаждения; 2 - открытое воздушное; 3 - закрытое воздушное; 4 - открытое паровое; б - закрытое паровое; 6 - паровоздушное с параллельным охлаждением сопловых аппаратов; 7 - паровоздушное с последовательным охлаждением сопловых аппаратов. . ,
На основании предложенной методики составлена программа проектировочного расчета закрытой системы охлаждения НЛ оболо'чковой конструкции с продольно-зозвратнщ (петлевым)течением охладителя, написанная на алгоритмическом языке высокого уровня (рис.3).
Расчетные исследования теплового состояния оболочковой лопатки 1-й ступени показали, что лопатка с простой продольной одкоходо-вой схемой течения охладителя характеризуется его большим расходом
4 Для лопатки с петлевой схемой течения охладителя было рассмотрено три варианта, которые отличаются друг от друга в распределении каналов прямого и обратного хода, изменении площади, каналов входной и выходной кромки и интенсификации теплоотдачи в каналах (таблица I). Наилучшим вариантом является вариант 3 (рис.4), который характеризуется меньшими потерями давления и мал кг.: расходом пара (увеличение подогрева пара). Кроме того, расположение каналов об ратного хода охладителя на спинке (рис.4) уменьшает перепад давления ыекду газом и охладителем. Напряжения в оболочке лопатки под -действием перепада давлений между газом и охладителем в этом случае оказывается минимальными.
Для озславдекия НЛ 1-й ступени с поперечной схемой течения охладителя рассмотрены два варианта системы охлаждения, которые отличаются направлением течения охладителя в каналах охлаждения (от зхо, ной кромки к выходной кромке первый вариант, и от выходной кромки ко входной кромке - второй вариант). Как показано в таблице I в сл; чае поперечной схемы течения охладителя заметно увеличивается его расход (0^А = 4-5 %), и потери давления (= 0,8 ЫПа). Сравнена ■3-х модификаций конструкций позволило установить, что лопатка с прэ дольно-возвратным течением охладителя является предпочтительной.
Расчет термических напряжений и напряжений от изгиба показал, что зона максимальных суммарных напряжений находится в районе выходной кромки, а уровень напряжений оказывается допустимым. Из оценки прочностных характеристик следует, что при принятом материале для изготовления оболочки (ЭИ 929) коэффициент запаса прочности не ниже 1,5.
Для охлаждения НЛ 2-й ступени принята петлевая схема движения охладителя, при которой потери давления относительно небольшие и равна Ар п 0,32 Ш1а, а относительный расход охладителя 1,8 %.
ввод исходных данных
выбор канало в прямого хода
|р4-.сче'Г расход;. ■Н охладителя
результатов
I.
Рис.3. Блок-схема программы проектировочного теплогидравлического расчета замкнутой системы охлаждения лопатки оболочковой конструкции с продольно-возвратным (петлевым) течением охладителя
Таблица I
Тепловые и гидравлические характеристики исследованных вариантов охлаждаемых сопловых лопаток оболочковой конструкции
Схема течения охладителя Вариант Обозначение Размерность Простая продольная Продольно-возвратная (петлевая) 1оперечная
I П Ш I П
Обпий расход пара на охлаждение лопатки с полками г/с 210 Кб 117 124 282 232
Относительный расход пара на охлаждение лопатки с полками % 3,7 3,0 2,1 2,2 5,0 4,1
Температура пара на выходе из системы охлаждения т Л1Х. К 645 685 805 770 610 630
Подогрев пара в системе охлаждения дт» К 160 200 320 285 125 155
Потери давления пара в системе охлаждения Дрп МПа 0,5 0,7 0,8 0,7 0,8 0,8
Коэффициент использования хладоресур-са охладителя - 0,250 0,315 0,500 0,45Ь 0,196 0.24С
рас чет потерь давления в ЛИМИТ,КПЧПИПУ
— ' „V
расчет потерь давления в
Рис.4. Конструкция сопловой лопатки с продольно-возвратным
(петлесым) течением охладителя (а), гидравлическая сеть ее системы охлаждения (б) и распределение температуры по поверхности ооолочки (6}
а
'///)////// // ////У/7У///7У Л/'/ ГЖ
к
каналы прямого хода
124 г/с 15 ата
13,3 ата
Т,
к иоа
шь 900
40 г/с „
.периферийная полке
игл
.74 г/с
10 г/с
корневая полка
--- " Д"
ггпт
8,0 ата
каналы обратного хода
6 ата
ИЗ
3 —'"1 г— 11
ч >
—Г, X* — ■ / ч ' ¡5
з- '—- --- — - лл - *
\ 1 I 1 1 \ 1 1 I ♦ * * 1 \ 1 1 1 » 4 * 4
.1-1 корневое сечение; 3-3 среднее сечение; 5-5 периферийное в сечение
Ю
Как показали результаты исследования для охлаждения неподвижных лопаточных аппаратов 1-й и 2-й ступеней турбины требуется относительный расход пара в 2,2 %. Яри этом потери давления в системе охлаждения составляют 1,02 МПа, а подогрев пара равен 450°. •
При опредзлении теплового состояния полок лопатки принимался коэффициент теплоотдачи со стороны охладителя, обеспечивающийся струйным выдувом.
В четвертой главе, приводится описание экспериментальных исследований теплоотдачи и гидравлического сопротивления канала охлаждения вкходкой кромки направлявшей лопатки турбины и разработка метода интенсификации теплоотдачи в таком канале.
Модель канала выходной кромки закрытой системы охлаждения лопатки оболочковой конструкции устанавливалась на специальном стенде (рис.5). Длина модельного канала 560 мм, а сечение имеет форму равнобедренного треугольника с острым углом, скругленным у вершины и равным 12°. Стенд включает в себя систему подвода рабочего тела (воздуха) 1 систему электропитания установки и систему измерения гидравлических и тепловых параметров. Система электропитания обеспечивала независимый обогрев 3-х стенок модельного канала: 2-х плоских боковых (стенки А и Б) и угловой цилиндрической (стенка С), что давало возможность определить средние коэффициенты теплоотдачи на этих стенках.
Для интенсификации теплоотдачи на необогреваемой стороне канала располагается продольное ребро с разметенными на нем интенсифицирующими теплоотдачу элементами, в качестве которых использованы: ленточннй-интенсификатор с.лунками; ребристая вставка-завихригель и коллектор со струйным обдувом (рис.6).
Исследования модели канала выходной кромки проведены в диапазоне = 10^+10". Погрешность в определении безразмерных критериев достигает для числа (Ми - 10-15.%, и для числа Ре - 5-7,5 %.
Результаты опытов по исследованию теплоотдачи на стенках модельного канала с ребром-интенсификагором с лунками (см.рис.б б) не дали сколько-нибудь заметного ингенсифицирушего эффекта как на боковой плоской поверхности (сгенни А и В), так и на угловой цилиндрической поверхности (стенка С) модельного канала (рис.7). Отсутствие интенсификации теплоотдачи в данном случае может быть объяснено крайне слабой насыщенностью поверхности ребра-интвнсификатора интенсифицирующими элементами (лунками).
Рис.5. Схема стенда для исследования теплообмена и ,
гидравлики в канаке треугольного сечения А |
- регулирующий вентиль: 3 - реси-боковая тёплообменная пластина (поверхность ,А); 5 - теп-
I - измерительная диафрагма; вер; 4 " * " " ".......
ЛОИЗОЛИрупшап шш^хипи, ^ - лкдвдпо'.^вч^ч» 1 • - ¿чг-ч**-лообменная пластина (поверхность С); 8 - электроизмерительные при' го. ,. '— ......—"" —
8
Ш,
боры;'9 - автотрансформатор
Рис.6. Сечения каналов с ингенси&икаторамл теплоотдачи
а) канал без интенскфика-торов
б) интексифякатор с лунками
в) интенсификатор с ребрами коллектор со струйным обдувом
/т.1. Изменение средних чисел К|и по критерию Я в на угловой цилиндрической поверхности канала треугольного сечения (стенка о;
Ыи
го о
100
Ы)
4й 12
яг п
р
Ь И
3й
г ь я Ри
ГП о. —
к
а канал без интенсив тке-
ц Г? — катор с лунками - О ; интенсификатор с ребрами - □ ; струйный обдув - 0 . а.
э
20
30
41)
от ш 70 га Не-Ш'
вх
/стеганка в модельном канале ребристой вставяи-завихрителя с;.с-.6 в) привела к росту коэффициентов теплоотдачи, против их >1.о»кя в канале без интенсифицирующего элемента, примерно на 35 %
6'окобых стенках и 45 % на угловой стенке (рис.7) Результаты счетов по определению средней теплоотдачи на выделенных стенках мо-хельного канала с указанным интенсификатором теплоотдачи в форме тонкого ребра с отогнутыми в противоположные стороны и под углом 45°
оси канала краями надрезов могут быть обобщены степенными критериальными соотношениями с погрешностью аппроксимации_ не более -10 % для боковых плоских стенок А и Б Ми = 0,0<35 для угловой
цилиндрической стенки с -Ыи = 0,0250йе1,1. Эти соотношения получе-■■■•х для ( Рг = 0,70) в диапазоне изменения критериев = (1,5+7,5)• «10 .
Достижение в данном случае эффекта интенсификации теплоотдачи сопровождается ростом коэффициентов гидравлического сопротивления, по сравнен:с их уровнем б канале без интенсификаторов. При этом величина коэффициентов гидравлического сопротивления находится в среднем на уровне 1,9 и практически но зависит от изменения критериев йе в указанном выше диапазоне.
Применение струйного обдува угловой цилиндрической стенки С модельного канала (см.рис.б г ) позволяет на только значительно повысить коэффициенты теплоотдачи на этой стенке, но и обеспечить дифференцированную раздачу хладагента по периметру сечения канала. На цилиндрической угловой стенке С теплоотдача при использовании струйного обдува возрастает болов чем' в 3 раза в сравнении с ее величиной на этой же стешсе в канале без интенсификации теплоотдачи (см. рис.7).
Полученные уравнения дают возможность рассчитывать коэффициенты теплоотдачи в канала выходной кромки. ■- •.-
Заключение
I. Уточнена методика расчета показателей термической эффективности ПУ при различных системах охлаздения, п то и число комбинированного охлаждения с закрытым таровш, охлавдешкш олененедв статора я открытия воздушным охлаждением' элементов ротора газовой турби-
иы.
2. Выполненные расчеты показателей ПУ при различных системах охлаждения показали возможности улучшения показателей ПУ за»счет применения пара для охлаждения проточной части турбины. Дане комбинированное охлаждение лопаточного аппарата (закрытое парозое статора и открытое воздушное ротора) приводит к значительному повышению как удельной мощности установки, так и ее КЦД;. При этом показатели установки в этом случав оказываются выше не только показателей ПУ с воздушным охлаждением, но даже по сравнению с неохлакдаемой ГТУ,
3. Сравнение параллельного и последовательного способов охлаждения неподвижных лопаточных аппаратов БГТ показывает, что последовательное течение охладителя (пара) б ступенях обеспечивает больаув удельную полезную работу и КГД ГНУ, чем параллельное течение охладителя в системе охлаждения. .
4. Разработаны различные варианты охлаждаемых лопаток НЛ с раз витыми периферийной и корневой полками оболочковой конструкции,для 1-й ступени турбины на температуру газового потока 1723 К. В лопатках применена закрытая система парового охлаждения, обеспечивавшая охлаждение профильной и полочных частей лопатки.
5. выполнены расчеты теплового состояния оболочек как профильной, гак и полочных частей лопаток с различными вариантами систем охлаждения: простым продольным, продольно-возвратным (петлевым) к поперечным течением охлаждавшего пара и оценены потери давления в трактах охлаждения указанных вариантов лопаток, которые показали, что для лопатки с продольно-возвратным (петлевым) течением требуется относительный расход охлаждавшего пара, равный 2,2 %, а потери давления в системе охлаждения составляют 0,7 МПа.
6. Дозированное распределение расходов охлакдаюшего пара п5<' от дельным каналам охлаждения обеспечивает минимальную неравномерность температуры на наружной поверхности оболочки. Применение интенсифи-каторов теплоотдачи в наиболее теплонапряженных каналах охлаждения позволило сушественно сэкономить расход охладителя и снизить потери давления в системе охлаждения.
7. Расчеты термических напряжений и напряжений от изгиба показали, что зона максимальных суммарных напряжений находится в районе выходной кромки. Однако уровень напряжений оказывается допустимом. Из оценки прочностных характеристик следует, что, при принятом ма-
зриале для изготовления оболочки (ЭИ 9<Э), коэффициент запаса прочисти находится на уровне не ниже 1,5.
3. Результаты опытного исследования коэффициентов теплоотдачи : гидравлических сопротивлений показали, что использование в качест-с актексификатора теплоотдачи продольного ребра с отогнутыми в раз-■¿'.9 стороны краями надрезов выявило наличие интенсифицирующего эф-/стста, достигающего уровня 30+40 %. Столь существенная интенсификация теплоотдачи достигается при увеличении коэффициентов гидравли-:с.~когс> сопротивления в 3+4 раза в сравнении с их уровнем в базовом енале без интенсифинагоров.
9. Применение струйного обдува позволяет не только значительно увеличить коэффициенты теплоотдачи на .охлаждаемой вогнутой стенке ■одельного канала, но и осуществить дифференцированную подачу хладагента по периметру канала. При виду в е одного ряда струй на угловую ¡илиндрическую стенку канала коэффициенты теплоотдачи увеличиваются зримерно в 3 раза э сравнении с уровнем теплоотдачи в базовом кана-ш. Полученные уравнения позволяют рассчитывать тепловое состояние зыходной кромки лопатки при закрытом охлездении.
-
Похожие работы
- Согласованная оптимизация параметров цикла ГТУ и ПГУ и параметров охлаждаемой проточной части газовой турбины
- Разработка высокоэффективных систем охлаждения лопаток перспективных стационарных газотурбинных установок
- Конструктивное совершенствование системы плёночного охлаждения рабочих лопаток высокотемпературных турбин ГТД
- Исследование системы внутреннего водяного охлаждения рабочих лопаток высокотемпературной газовой турбины
- Разработка эффективной системы охлаждения энергетической газотурбинной установки среднего класса мощности с применением современных расчетно-экспериментальных методов
-
- Котлы, парогенераторы и камеры сгорания
- Тепловые двигатели
- Машины и аппараты, процессы холодильной и криогенной техники, систем кондиционирования и жизнеобеспечения
- Машины и агрегаты металлургического производства
- Технология и машины сварочного производства
- Вакуумная, компрессорная техника и пневмосистемы
- Машины и агрегаты нефтяной и газовой промышленности
- Машины и агрегаты нефтеперерабатывающих и химических производств
- Атомное реакторостроение, машины, агрегаты и технология материалов атомной промышленности
- Турбомашины и комбинированные турбоустановки
- Гидравлические машины и гидропневмоагрегаты
- Плазменные энергетические и технологические установки