Особенности технологии изготовления турбинных лопаток с пористым охлаждением

Особенности технологии изготовления турбинных лопаток с пористым охлаждением

Относительный расход газа-охладителя определяли по формуле

охл г

/ ,

G G G



где

охл

— расход газа, используемого для охлаждения лопатки;

— полный расход газа.

Оценка интенсивности теплообмена безразмерной величиной



удобна при сравнении различных схем теплозащиты ТЛ. Относительная

величина охлаждения позволяет определять температуру рассматрива-

емого участка лопатки для заданного режима работы турбины. Чем вы-

ше значение



, тем меньше температура ТЛ отличается от температуры

охладителя, следовательно, тем лучше теплозащита.

Сравнение эффективности конвективной, конвективно-загради-

тельной и пористой схем охлаждения ТЛ, выполненное в ОИВТ РАН

[1], показало, что наибольшее значение коэффициента



при заданном

относительном расходе охладителя достигается для пористых поверх-

ностей, охлаждаемых перегретым водяным паром (

~ 350 ºС). Одним

из препятствий использования пористого охлаждения является необхо-

димость предохранения пор от засорения частицами, содержащимися в

продуктах сгорания, и от уменьшения их размеров в результате окисле-

ния при высоких температурах. Однако в ПГУ, где в качестве охладите-

ля применен перегретый водяной пар, а пористая оболочка изготовлена

из жаростойкой стали или нихрома с размером пор около 100 мкм, в

значительной степени устраняется опасность резкого снижения прони-

каемости и перегрева пористой оболочки.

Анализ известных конструкций лопаток с пористым охлаждени-

ем позволил установить, что наиболее технологичной является ТЛ,

состоящая из оребренного многоканального корпуса (стержня), кото-

рый воспринимает динамические нагрузки и обеспечивает подвод

охлаждающего газа к поверхности. При этом пористая оболочка мо-

жет быть закреплена по всей поверхности или в наиболее тепло-

нагруженном участке на передней кромке лопатки.

Технологические процессы изготовления проницаемых эле-

ментов турбинных лопаток

. Технологический процесс изготовле-

ния ТЛ с пористым охлаждением включает следующие этапы: созда-

ние листового пористого материала с заданным комплексом свойств,

гибка оболочки по профилю ТЛ и соединение (сваркой или пайкой)

оболочки с корпусом из сплава на никелевой основе, изготовленным

литьем по выплавляемым моделям.

В современном машиностроении нашли применение металличе-

ские пористые материалы, которые отличаются значительным разно-

образием типов структурообразующих элементов и технологических

процессов их изготовления. Основные виды пористых материалов и

способы их изготовления приведены в таблице.