1.2.3 Определение параметров теплоотдачи матричной

лопатки ГТД

Исходные данные для расчета матричной лопатки:

• длина хорды лопатки b=60 мм;

• характерная скорость газа на участке

входная кромка ,

средняя часть ,

выходная кромка ;

• характерная скорость охладителя в каналах

канал №1 ,

канал №2 ,

канал № 3 - 7 ,

выходная кромка ;

• материал лопатки ЖС6

Для расчета полей температур в МКЭ необходимо знать значения температур омывающих лопатку газа и охлаждающего воздуха, а также коэффициенты теплоотдачи на каждом участке профиля.

Температуры газа и воздухав данном расчете принимаем такими же, как и при расчете дефлекторной лопатки:

,

;

Аналогично предыдущему, выделим в матричной лопатке участки входной и выходной кромок и среднюю часть.

Коэффициенты теплоотдачи от газа к лопатке

а) Входная кромка.

Средний коэффициент теплоотдачи на участке входной кромки определяется из соотношения, где при определении

и в качестве характерного размерапринят удвоенный

радиус входной кромки:

;

в качестве характерной скорости - скорость набегающего потока;

коэффициенты динамической вязкости и теплопроводностивыбираются по параметрам заторможенного потока перед лопаткой:

плотность продуктов сгорания определим как

Т.к. , то принимаемиn=0.63.

б) Средняя часть.

Для средней части профиля коэффициент теплоотдачи можно определять, пользуясь критериальной зависимостью:

,

где в качестве характерного размера принята длина хорды лопатки; в качестве характерной скорости- скорость газа в узком сечении на выходе из решетки; величина коэффициента.

_{Таким образом, окончательно получим:}

;

Это коэффициент теплоотдачи на среднем участке со стороны спинки и корытца.

в) Выходная кромка.

Коэффициент теплоотдачи от газа к лопатке на участке выходной кромки определяется по критериальным зависимостям вида

В качестве характерного размера принята хорда профиля;

в качестве характерной скорости - скорость газа на выходе из решетки;коэффициенты динамической вязкостии теплопроводностигаза определяются по температуре заторможенного потока.

Т.к. ,

получим

Коэффициенты теплоотдачи от лопатки к охлаждающему воздуху.

Проведем расчет теплоотдачи от лопатки к охлаждающему воздуху.

Коэффициенты теплоотдачи наi-м участке границы профиля определяются в этом случае из критериальной зависимости вида

, (1.26)

Определим характерный размер в качестве которого принимается гидравлический диаметр канала для течения охлаждающего воздуха:

Определим плотность

_где

Коэффициенты теплопроводности и динамической вязкостиохлаждающего воздуха выбираются по температуре охлаждающего воздуха в канале;

В качестве характерной скорости выступает средняя скорость движения воздуха в канале

_{Определим значения коэффициентов теплоотдачи к охлаждающему воздуху со стороны спинки.}

_{отсюда получим}

_{Определим значения коэффициентов теплоотдачи к охлаждающему воздуху со стороны корытца.}

_{отсюда получим}