Труды 4-й РНКТ (2006). Том 2. Вынужденная конвекция однофазной жидкости

Веретельник А.В., Осипов М.И. Моделирование сопряженной задачи трения и теплообмена при транспирационном охлаждении лопаток газовых турбин

Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана, Россия

Аннотация

Разработана модель численного расчета теплообмена в сопловых лопатках высокотемпературных газовых турбин с транспирационным охлаждением. Модель включает совместный численный расчет конвективного теплообмена, теплообмена в каналах транспирации и кондуктивного теплообмена в твердом теле лопатки. Обсуждаются результаты, характеризующие структуру внешнего течения, течения в каналах транспирации и в областях выдува. Представлены распределения эффективности охлаждения, удельных тепловых потоков, коэффициентов трения по контуру сопловой лопатки турбины и определена возможность получения приемлемого уровня температуры стенки при температуре газа на входе в турбину 1800К и относительном расходе охладителя Gохл = 5,9 % . Отмечается, что коэффициент потерь на 1,6% больше, чем у традиционной лопатки.

Заключение

Разработанный метод расчета позволяет оптимизировать распределение транспирационных отверстий в области входной и выходной кромок и по обводу профиля в отличие от обычных конструкторских решений, когда отверстия располагаются симметрично. Показана возможность достижения эффективности охлаждения ? = 0,72 при Тг *=1800К и Тw=1000К, относительном расходе охладителя g = 5,9% , меньшем по сравнению с конвективно-пленочным охлаждением на 2%. При этом коэффициент потерь составил 9%, что на 1,6% больше, чем у лопатки без транспирации.

Скачать/просмотреть текст доклада (в формате pdf)

Следующая страница: Вигдорович И.И. Законы подобия для теплового турбулентного пограничного слоя на пластине со вдувом