МОДЕЛИРОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО ТЕПЛООТВОДА В СИСТЕМЕ ОХЛАЖДЕНИЯ ОБОЛОЧЕЧНЫХ ЛОПАТОК ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ НА ОСНОВАНИИ КРИТЕРИЯ ДЛИТЕЛЬНОЙ ПРОЧНОСТИ

Исследование посвящено вопросу повышения эффективности теплоотвода в оболочечных лопатках газотурбинного двигателя с внутренней системой охлаждения. Предложена математическая модель теплоотвода, позволяющая минимизировать массовый расход охлаждающей газовой среды за счет ре- ализации теплонапряженного состояния в теле турбинной лопатки, удовлетворяющего критерию дли- тельной прочности. Модель позволяет снизить неравномерность распределения запаса длительной проч- ности в теле турбинной лопатки, возникающую вследствие неравномерного напряженного состояния и неравномерного нагрева на поверхности теплоподвода лопатки. Математическая постановка задачи ис- следования строилась на основании уравнений теплопереноса в условиях установившегося теплообмена. Численная модель расчета картины скоростей охладителя и переменной ширины каналов теплоотвода строилась с использованием метода конечных разностей. По результатам исследования проанализиро- вано влияние скорости вращения турбинной лопатки на изменение геометрии каналов теплоотвода, при которой обеспечивается равномерное теплонапряженное состояние лопатки согласно критерию дли- тельной прочности. Рассмотренный в исследовании подход может быть использован при охлаждении ло- паток газотурбинного двигателя дефлекторного типа. Предложенная математическая модель позволит снизить нерациональный массовый расход хладагента в менее термонагруженных участках лопатки и повысить интенсивность теплоотвода в более термонагруженных областях
Исследование посвящено вопросу повышения эффективности теплоотвода в оболочечных лопатках газотурбинного двигателя с внутренней системой охлаждения. Предложена математическая модель теплоотвода, позволяющая минимизировать массовый расход охлаждающей газовой среды за счет ре- ализации теплонапряженного состояния в теле турбинной лопатки, удовлетворяющего критерию дли- тельной прочности. Модель позволяет снизить неравномерность распределения запаса длительной проч- ности в теле турбинной лопатки, возникающую вследствие неравномерного напряженного состояния и неравномерного нагрева на поверхности теплоподвода лопатки. Математическая постановка задачи ис- следования строилась на основании уравнений теплопереноса в условиях установившегося теплообмена. Численная модель расчета картины скоростей охладителя и переменной ширины каналов теплоотвода строилась с использованием метода конечных разностей. По результатам исследования проанализиро- вано влияние скорости вращения турбинной лопатки на изменение геометрии каналов теплоотвода, при которой обеспечивается равномерное теплонапряженное состояние лопатки согласно критерию дли- тельной прочности. Рассмотренный в исследовании подход может быть использован при охлаждении ло- паток газотурбинного двигателя дефлекторного типа. Предложенная математическая модель позволит снизить нерациональный массовый расход хладагента в менее термонагруженных участках лопатки и повысить интенсивность теплоотвода в более термонагруженных областях Автор:  И. К. Андрианов, Е. К. Чепурнова
Ключевые слова:  теплоотвод, турбинная лопатка, длительная прочность, теплонапряженное состояние
Стр:  802