Метод аэродинамической оптимизации ступенчатой выходной кромки охлаждаемых лопаток газовых турбин

• Автор: Тихомирова, Надежда Владимировна
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Рыбинск
• Количество страниц: 115 с. : ил.

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
1.1 Особенности течения при обтекании уступа. Ступенчатый диффузор
1.2 Использование ступенчатой выходной кромки в охлаждаемых турбинных лопатках
1.2.1 Влияние формы профиля и места расположения щелей на коэффициент скорости решетки
1.2.2 Оценка дополнительных потерь при выпуске воздуха на корытце
1.2.3 Влияние кромочного разрежения на потери в
решетке
1.2.4 Влияние выдува охладителя в проточную часть на интенсивность вторичных течений в решетке
1.2.5 Завесный эффект и тепловое состояние выходной
кромки
1.3 Выводы по главе
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ТЕЧЕНИЯ С ВНЕЗАПНЫМ РАСШИРЕНИЕМ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К СТУПЕНЧАТОЙ ВЫХОДНОЙ КРОМКЕ С ВДУВОМ
2.1 Одноступенчатая кромка
2.2 Двухступенчатая кромка
2.3 Выводы по главе
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ С ВНЕЗАПНЫМ РАСШИРЕНИЕМ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ТУРБИННОЙ РЕШЕТКЕ ПРОФИЛЕЙ СО СТУПЕНЧАТОЙ ВЫХОДНОЙ КРОМКОЙ ПРИ НАЛИЧИИ ВЫДУВА ОХЛАДИТЕЛЯ
3.1 Экспериментальное исследование модели ступенчатой выходной кромки с выдувом
3.1.1 Описание экспериментальной установки
3.1.2 Методика проведения и обработки результатов эксперимента
3.1.3 Погрешности при проведении эксперимента
3.1.4 Результаты экспериментального исследования модели
3.2 Экспериментальное исследование аэродинамической эффективности турбинных решеток со ступенчатой выходной кромкой при наличии
вдува
3.2.1 Описание экспериментальной установки
3.2.2 Результаты экспериментального исследования сопловой решетки
3.3 Экспериментально-теоретическое определение влияния разрежения в области среза обратного выступа на потери энергии при внезапном расширении
3.4 Выводы по главе
4 ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РЕШЕТОК СО СТУПЕНЧАТОЙ ВЫХОДНОЙ КРОМКОЙ
4.1 Исследование особенностей вторичных течений в решетке со ступенчатой выходной кромкой при вдуве
4.2 Расчетный анализ эффективности охлаждения ступенчатой выходной кромки сопловой лопатки
4.3 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ А Акт внедрения результатов диссертационной работы
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
р - давление, Па;
лу - скорость потока, м/с;
Р- площадь, м2; р — плотность, кг/м3;
Т - температура, К;
и’в( - располагаемая скорость потока, м/с;
Н— располагаемая энергия потока;
<р - коэффициент потери скорости;
С, - коэффициент потерь;
г/ - коэффициент полезного действия;
О - расход, кг/с;
О - относительный расход; г - число ступеней расширения;
5Ст- толщина стенки, м; г - радиус кромки, м;
4ф - диаметр выходной кромки, м; й/- высота ступеньки, м;
/г - высота, м;
/-длина, м;
X - приведенная скорость;
Ъ - хорда; м; х - расстояние, м;
а- угол потока на входе в решетку, градус; с(2 - угол потока на выходе из решетки, градус;
© - угол заострения выходной кромки профиля, градус;
Аркр - коэффициент кромочного давления;
© - эффективность охлаждения; ц - коэффициент динамической вязкости, Па-с;

двухступенчатого диффузора с внезапным расширением при равномерном потоке [42].
Графически формула (37) в предположении М^Мо изображена на рисунке 23. Увеличение относительного расхода вдуваемой массы вызывает необходимость углубления ступеньки. Вместе с тем эта необходимость, как следует непосредственно из выражения (37), ослабляется с ростом неравномерности исходного потока, т. е. при Мо>М]. Подобный вывод вытекает и из формулы (33).

Рисунок 23 — Оптимальное отношение площадей в первой ступени двухступенчатого внезапного расширения с вдувом
Определим оптимальное значение глубины уступа 1ц (рисунок 24), в котором располагается щель для выпуска охладителя при заданных исходных значениях горла решетки аг и общей толщине выходной кромки с/1ф.