Разработка методов повышения газодинамической эффективности высоконагруженных ступеней охлаждаемых газовых турбин

• Автор: Грановский, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.04.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 217 с. : 35 ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

1. ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ

ВЫСОКОНАГРУЖЕННЫХ ОХЛАЖДАЕМЫХ ГАЗОВЫХ ТУРБИН (ОБЗОР)

2. РАСЧЕТНЫЕ МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ СТРУКТУРЫ ПОТОКА И ПОТЕРЬ В ЛОПАТОЧНЫХ АППАРАТАХ ГАЗОВЫХ ТУРБИН
2'. 1 Особенности,численных: подходов при расчетах течения по: уравнениям Эйлера .................. ;
2.2 Особенности численных подходов при расчетах течения по уравнениям Навье - Стокса; . '....'................. ,.
2.3 Обобщение экспериментальных данных по профильным потерям в турбинных решетках. (Расчет профильных потерь методом: локальной аппроксимации экспериментальных данных)
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ СТРУКТУРЫ ПОТОКА И ПОТЕРЬ В ЛОПАТОЧНЫХ АППАРАТАХ ГАЗОВЫХ ТУРБИН
3.1 Особенности экспериментального исследования структуры потока и потерь в плоских и секторных турбинных решетках
3.2 Особенности проведения экспериментов и обработки данных при
использовании лазерного измерителя скорости (ЛИС)
3;3 Визуализация пристенных течений;...;
4. ИЗУЧЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ СТРУКТУРЫ ПОТОКА В ЛОПАТОЧНЫХ АППАРАТАХ ГАЗОВЫХ ТУРБИН
4.1 Анализ структуры потока на основе расчетов течения по уравнениям Эйлера и Навье-Стокса
4.2 Экспериментальное исследование структуры потока в плоских и секторных решетках
4.3 Применение лазерного измерителя скорости для изучения влияния степени турбулентности потока на структуру потока в трансзвуковых лопаточных аппаратах
5. ИЗУЧЕНИЕ ПОТЕРЬ И РАСХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК В ЛОПАТОЧНЫХ АППАРАТАХ ГАЗОВЫХ ТУРБИН
5.1 Экспериментальное исследование потерь
на трансзвуковых режимах
5.2 Влияние выпуска охлаждающего воздуха на изменение потерь в лопаточных аппаратах на трансзвуковых режимах работы
5.3 Расходные характеристики трансзвуковых лопаточных аппаратов;
6. МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ГАЗОДИНАМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, ЛОПАТОЧНЫХ АППАРАТОВ ГАЗОВЫХ ТУРБИН
6.1 Уменьшение волновых потерь и потерь трения за счет снижения' интенсивности скачков уплотнения и степени диффузорности путем перераспределения кривизны выпуклой поверхности
6.2 Особенности проектирования и численное исследование высоконагруженной трансзвуковой турбинной ступени
7. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫСОКОНАГРУЖЕННОЙ ТРАНСЗВУКОВОЙ СТУПЕНИ
ГАЗОВОЙ ТУРБИНЫ
7.1 Экспериментальное исследование рабочей решетки
7.2 Экспериментальное исследование ступени
8. РАСЧЕТНОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТНД
С САБЛЕВИДНЫМИ СОПЛОВЫМИ ЛОПАТКАМИ
8.1 Особенности пространственного проектирования и численное исследование параметров потока и потерь в венцах газовой турбины
8.2 Экспериментальное исследование двухступенчатой турбины..

ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПЕРЕЧЕНЬ ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА

вторичных потерь. С другой стороны, обычно, рабочие лопатки турбин высокого давления имеют большой угол поворота потока, что приводит к интенсификации вторичных течений и, следовательно, к увеличению потерь. Вторичные течения изменяют углы потока на выходе из лопаточных аппаратов и тем самым влияют на формирование углов атаки на входе в следующий-венец. Исследование вторичных течений-и потерь на плоских решетках не дает полного представления? о структуре потока и; количественной связи, между уровнем: потерь и геометрическими,
характеристиками: решеток. Поэтому исследования вторичных течений в кольцевых [100, 151] и секторных решетках [98у157] позволяют приблизить результаты исследований к реальной1 картине течениями с большей точностью предсказать уровень вторичных потерь в конкретной решетке;
Особенности проектирования трансзвуковых венцов? '
Для минимизации потерь в решетках и лопатках разрабатывались- различные методики; профилирования: плоских сечений лопатки и проектирования; пространственного венца в; целом. В частности, создавались специальные группы профилей; для: работьп на сверхзвуковых режимах в? сопловых решетках и в рабочих лопатках, последних ступенях паровых турбин. [5, 6, 10,11].
Существуют различные методы аналитического построения? турбинных решеток, основанных на использовании различных аналитических кривых для описания обводов профиля. В работе [158] рассматривается метод профилирования при использовании сопряжения дуг окружностей и гиперболических спиралей. Широкое распространение- для дозвуковых турбинных решеток получил метод построения профилей: при использовании лемнискат Бернулли [1]. Для околозвуковых и сверхзвуковых, скоростей в работе [6] приводятся методики профилирования для сопловых лопаток. В частности для околозвуковых скоростей рекомендуется спинку профиля в косом срезе выполнять прямолинейной с углом отгиба 52 близким к нулю. Для сверхзвуковых скоростей на выходе рекомендуется форму спинки в