Документ описывает различные схемы и методы охлаждения рабочих лопаток газовых турбин, включая открытые и замкнутые системы. Приведены графики, иллюстрирующие эффективность различных видов охлаждения, таких как конвективное и пленочное. Также рассматриваются конструкции лопаток и технологии, применяемые для улучшения теплоотведения.

1. Лекция №31

2. Рис.31.5. Схема открытой
системы охлаждения;
1 – отбор воздуха; 2 – отбор
тепла при охлаждении;
3 – выпуск охлаждающего
воздуха
Рис.31.6. Схема замкнутой
системы охлаждения с
рассеиванием теплоты во внешнем
радиаторе:
Б – бак с запасом охлаждающей
жидкости: НВД—насос высокого
давления (подкачивающий);
Н – главный насос; Р – внешний
радиатор; 1—отбор тепла; 2 и 3 – вход
и выход внешнего охлаждающего
воздуха

3. Рис.31.11. Классификация схем открытого охлаждения рабочих лопаток
газовых турбин. Охлаждение:
1 – теплоотводом в диск; 2 – парциальное; 3 – струйное (жидкостное или
воздушно-жидкостное); 4 – внутреннее воздушное (конвективное); 5 – щелевое
(пленочное); 6 – эффузионное (пористое)

4. Рис.31.13. Схема рабочих лопаток английских ГТД:
а – «Олимп»; б – «Спей»

5. Рис.31.14. Петлевая схема охлаждения
рабочих лопаток ГТД «Конуэй»:
1, 2, 3 – охлаждающие каналы; 4 – отверстия
для удаления пыли
Рис.31.15. Схема рабочей лопатки
поперечным течением воздуха:
с
1 – тело лопатки; 2 – щели для выпуска воздуха;
3 – ребра;
4 – дефлектор; 5 – отверстия в
дефлекторе; 6 – опорные и направляющие
пояски дефлектора; 7 – охлаждающий канал

6. Рис.31.16. Схемы литых рабочих лопаток
с ребрами-турбулизаторами:
а – продольное течение охладителя
(турбулизаторы в виде штырьков 1 и ребер 2
каплеобразной формы 3); б – поперечное
течение охладителя (турбулизаторы
цилиндрического сечения 4)

7. Рис.31.18. Схема охлаждения
сопловой лопатки I ступени
высокотемпературного
авиационного ТТД:
1, 2 – дефлекторы типа «душ»
передней» и задней частей лопатки
Рис.31.19. Схема гильзовой рабочей
лопатки с оболочкой из
проницаемых материалов:
1 – стержень; 2 – ножка лопатки;
3 – пазы; 4 – проницаемая оболочка
(«гильза»)

8. Рис.31.23. График предельных
возможностей различных способов
воздушного охлаждения лопаточных
аппаратов турбины (условия старта):
—.— – идеальный вариант без затрат
энергии на охлаждение; 1 – внутреннее
конвективное
охлаждение;
2
–
внутреннее конвективное охлаждение
с устройствами для интенсификации
внутреннего
теплосъема
(штырьки, ребра и т. п.); 3 –
комбинация
внутреннего
конвективного
с
пленочным
охлаждением кромок, 4 – комбинация
конвективного
с
пленочным
с
предварительным
охлаждением
воздуха на 50...70 К; 5 – оболочка из
равномерно проницаемых материалов;
6 – оболочка при программированной
проницаемости по обводу профиля
(1...4— по данным натурных ГТД;
5...6—по опытным данным)

9. Рис.31.24. Графическое определение относительного количества
воздуха, необходимого для охлаждения сопловых и рабочих лопаток
авиационных ГТД:
1 – внутреннее конвективное охлаждение: 2
–
(конвективное+пленочное) охлаждение; 3 – пористое
(многослойные перфорированные материалы) охлаждение
комбинированное
и проницаемое
Рис.31.25. График зависимости расхода воздуха, необходимого для
охлаждения рабочих лопаток I ступени высокотемпературного ГТД от
Тдоп.л:
——— – конвективное охлаждение;- - - - - – заградительное охлаждение; 1 – =650
К; 2 – =100 К; 3 – =800 К