Разработка экспериментального метода исследования внутреннего теплообмена лопаток турбин ГТД

• Автор: Жорник, Максим Николаевич
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Рыбинск
• Количество страниц: 184 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Список используемых обозначений

Введение

Глава 1. Обзор состояния вопроса и постановка задачи исследований

1.1. Задачи и методы экспериментального

изучения теплообмена

1.2. Специфика теплового эксперимента

с лопатками турбин

1.3. Выбор метода и постановка задачи исследований

Выводы по главе

Глава 2. Теоретическая модель экспериментальной методики
2.1. Физическая сущность процесса кристаллизации
2.2. Математическая модель калориметрирования
в расплаве кристаллического вещества
2.3. Теоретические основы метода калориметрирования охлаждаемых лопаток турбин
2.4. Оценка погрешности определения граничных условий внутреннего теплообмена в лопатках
по результатам калориметрирования
Выводы по главе
Глава 3. Разработка экспериментальной установки и методики проведения опытов
3.1 Экспериментальная установка
3.2 Методика препарации объектов исследования
3.3 Техника эксперимента
Выводы по главе
Глава 4. Практика калориметрирования в расплаве кристаллического вещества

4.1 Квалификационные опыты в жидкометаллическом термостате
4.2 Расчётно-экспериментальный метод определения теплового состояния охлаждаемых лопаток турбин
4.3 Калориметрирование в расплаве неметаллического вещества
Заключение
Приложение
Приложение
Список использованных источников
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
Т - температура, К;
ЛТ - разность температур, К;
0 - безразмерная температура, глубина охлаждения;
Є - массовый расход, кг/с;
Г - энергия Гиббса, Дж/моль;
0 - тепловой поток, Дж/м2;
Р - площадь, м2;
/ - сила тока, А; и - напряжение, В;
Г - удельная теплота плавления, Дж/кг;
Г? - радиус, м;
Р - давление, Па; мощность, Вт
V - объём, м3;
р - плотность, кг/м3; г - время, с;
д - плотность теплового потока, Вт/(м2К);
с - удельная теплоёмкость, Дж/(кг К);
х, у, г - координаты декартовой прямоугольной системы, м;
к - коэффициент;
у - показатель адиабаты;
V - скорость движения, м/с; г -текущий радиус, м;
с/ - диаметр, определяющий размер, м;
1 -длина, расстояние, м;
/? - высота, м;
Р - коэффициент скорости движения межфазной границы, м/с0, а - коэффициент температуропроводности, Вт/(м2с);

Внутри металлического канала 1 устанавливается вставка 25 из алюминиевых пластин, в которых сделаны выемки, заполненные нафталином. До и после продувки опытного участка воздухом измеряются профили различных нафталиновых поверхностей. По измеренному профилю рассчитываются коэффициенты диффузии нафталина на различных участках и локальные значения диффузионного числа Нуссель-та, называемого также числом Шервуда Э/]. Локальные значения теплового числа Нуссельта определяются по формуле:
Шт = (Р^/Бс)0’4, (21)
где 5с- число Шмидта, для диффузии нафталина в воздухе равное 2,5.
1.2 Специфика теплового эксперимента с лопатками турбин
В зависимости от поставленной задачи тепловые эксперименты с турбинными лопатками делятся на два типа.
К первому типу относятся тепловые испытания по определению температурного состояния лопаток - температурная диагностика. Такие испытания проводятся исключительно с препарированными различными температурными датчиками натурными лопатками, установленными непосредственно на турбине или на газодинамических стендах. Подлежащей определению величиной является эффективность охлаждения, обычно определяемая безразмерной температурой 0 или г| /39/:
© = ( Т*- Т„)/( Тп-Тв*), л =( Те*~ Тл)/( 77- 77; , где 77, 77 - входные температуры торможения газа и воздуха соответственно, К;
Тп -средняя температура поверхности профильной части лопатки, К. Главным требованием к такого типа экспериментам является правильное измерение температур. Эта задача решается миниатюризацией