Математическая модель охлаждения турбины

1. Описывает процесс охлаждения лопаток и дисков турбины

2. Позволяет выбрать систему охлаждения лопаток и дисков

3. Позволяет найти параметры и расход воздуха для обеспечения заданного поля температур лопаток, обода, замков и ступицы дисков

Напряжение в лопатках от внешних сил находятся при помощи модели «прочность лопаток». По этим напряжениям в соответствии с требуемым запасом прочности и жаростойкости материала определяется допустимые температуры лопаток.

Расчёт проводится для среднего сечения лопатки.

Исходные данные:

1) геометрические характеристики проточной части в целом и конкретного по каждому венцу

2) результаты термогазодинамического расчёта, т. е

3) Статические данные описывающие существующие системы охлажения

,

- коэффициента гидравлического сопротивления лопаток

- коэффициенты окружных и радиальных неравномерности температур.

Выходные данные:

1) тип системы охлаждения

2) параметры охлаждающего воздуха в точке отбора

3) параметры охлаждающего воздуха на входе в лопатку

4) характеристики выбранного типа охлаждения

5) температуры замка лопатки, обода и ступицы диска

При выборе системы охлаждения перебираются в порядке возрастания сложности конструкции и трудоемкости изготовления

Система уравнений для расчёта охлаждения включает:

1. Уравнения определения глубины охлаждения кромки лопатки и средней глубины охлаждения самой лопатки.

2. Уравнения гидравлического баланса давлений

Выбор системы охлаждения и величины относительного исходя из потребных глубин охлаждения кромки лопатки и средняя

Математическая модель рассматривает 3 типа подвода воздуха к лопатки:

1) непосредственная подача в околодисковую полость

2) подвод с помощью специального дефлекторного диска

3) подвод с помощью аппарата спутной закрутки

При выборе системы охлаждения – схемы:

1. С радиальными каналами

2. С полупетлевой схемой течения воздуха

3. Дефлекторные лопатки

4. Конвективно-плёночное охлаждение

Работа системы по блок-схеме:

1) ввод и подготовка исходных данных, предварительный выбор места отбора воздуха

2) выбор типа подвода охлаждающего воздух к лопатке и расчёт параметров воздуха

3) лопатка охлаждаемая?

4) оценка расхода охлаждаемого воздуха

5) тип охлаждения лопатки правилен

6) расчёт гидравлики лопатки, блок контроля типа охлаждения лопатки

7) лопатку охладить можно?

8) тепловой расчёт системы охлаждения

9) теплообменник необходим?

10) расчёт теплового состояния диска, окончательный выбор места отбора охлаждаемого воздуха в компрессоре

11) формирование результатов расчёта

12) тепловой расчёт с подключением теплообменника.