книги из ГПНТБ / Зысина-Моложен, Л. М. Теплообмен в турбомашинах
.pdfСПЕЦИАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ КОНВЕКТИВНОГО ТЕПЛООБМЕНА
ВОХЛАЖДАЕМЫХ ТУРБИННЫХ ЛОПАТКАХ
38.Основные схемы охлаждения лопаток газовых турбин
При создании системы охлаждения высокотемпературной турбины приходится решать комплекс различных научно-техни ческих задач, среди которых основными являются выбор кон струкции и технологии, а также вопросы прочности, термодина мики цикла, потерь, связанных с охлаждением, и др. Однако на первом месте находится задача теплообмена в лопатке, пра вильное решение которой в известной мере определяет целесооб
разность постановки остальных |
вопросов. |
Не будем останавливаться на |
конструктивных особенностях |
отдельных систем охлаждения; эти вопросы достаточно широко отражены в специальной литературе [50, 80]. Существует ряд принципов классификации систем охлаждения: по конструктив ным признакам, по термодинамическим свойствам, по виду тепло носителя и др. Однако ни одна из предложенных классификаций не является универсальной.
Для анализа тепловых свойств систем охлаждения целесооб разно выделить типовые схемы тепло- и массообмена в охлаждае мых лопатках. Основные из этих схем и наиболее характерные конструктивные варианты их реализации показаны в табл. 8. Рассмотрим особенности приведенных схем.
Наружное охлаждение (схема I). При наружном охлаждении, которое применимо только для рабочих лопаток, поверхность лопатки вступает попеременно в контакт с охладителем и высоко температурным газом, при этом каждый раз изменяется знак теплового потока. Однако температурные колебания распро страняются на незначительный по глубине слой у поверхности профиля, основная часть металла лопатки имеет практически по стоянную температуру. Охлаждающий агент при наружном охлаждении может подводиться парциально с основным рабочим телом, а также впрыскиваться в газовый тракт или непосред ственно на лопатку. Важное практическое значение имеет то обстоятельство, что при данной схеме теплоотвода рабочие ло-
242
Но
мер схе Охлаждение
мы
Наружное
Загради тельное
III
Внутреннее
проточное
Термо сифонное IV (центро
бежная конвекция)
Т а б л и ц а 8
Конструктивные варианты
Парциальный |
Впрыск охла |
Впрыск охла |
|
подвод охладите |
дителя в газовый |
дителя |
непосред |
ля |
тракт |
ственно |
на ло |
|
|
патку |
|
Пленочное (ще |
Пористое |
(эф- |
Твердые |
по |
левое) охлажде |
фузионное) |
охла |
крытия |
|
ние |
ждение |
|
|
|
Дефлекторная |
Гильзовая ло |
Монолитная |
лопатка |
патка |
лопатка |
|
|
LВ од а |
Закрытый тер |
Открытый тер |
Система с ки |
мосифон |
мосифон |
пящим теплоно |
|
|
сителем |
16! |
243 |