RU2476681C1 - Охлаждаемая лопатка турбомашины петлевой схемы охлаждения - Google Patents
Охлаждаемая лопатка турбомашины петлевой схемы охлаждения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2476681C1 RU2476681C1 RU2011132820/06A RU2011132820A RU2476681C1 RU 2476681 C1 RU2476681 C1 RU 2476681C1 RU 2011132820/06 A RU2011132820/06 A RU 2011132820/06A RU 2011132820 A RU2011132820 A RU 2011132820A RU 2476681 C1 RU2476681 C1 RU 2476681C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radial
- blade
- channels
- generators
- cooling
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Охлаждаемая лопатка турбомашины петлевой схемы охлаждения содержит перфорированную оболочку с радиальными перегородками, образующими радиальные каналы, и выступы-генераторы пристенной турбулентности на внутренней ее поверхности, расположенные с наклоном к поперечному направлению оси канала, а также с интенсификаторами теплоотдачи в охлаждающих каналах радиальной перегородки выходной кромки лопатки. Выступы-генераторы пристенной турбулентности выполнены с радиальным пазом на контакте с перегородкой со стороны входа вращающегося воздуха. Радиальная перегородка выходной кромки лопатки выполнена с разделительным радиальным каналом. Изобретение повышает эффективность охлаждения лопатки. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области турбостроения, в частности к охлаждаемым лопаткам турбомашин, применяемым в авиационных двигателях, а также в стационарных газотурбинных установках.
Известны охлаждаемые лопатки турбомашин петлевой схемы охлаждения, содержащие перфорированную оболочку с радиальными перегородками, образующими радиальные каналы, и выступами-генераторами пристенной турбулентности на внутренней ее поверхности, а также с интенсификаторами теплоотдачи в охлаждающих каналах радиальной перегородки выходной кромки лопаток. [Теплообменные аппараты и системы охлаждения газотурбинных и комбинированных установок: Учебник для вузов / В.Л.Иванов, А.И.Леонтьев, Э.А.Манушин, М.И.Осипов. /Под ред. А.И.Леонтьева. - 2-е изд., стереотип. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2004. - 592 с. Рисунки 5. 15, 2. 17, 6. 2.]
Известны каналы, в которых выступы-генераторы пристенной турбулентности расположены с наклоном к поперечному направлению оси канала. [Бажан П.И. и др. Справочник по теплообменным аппаратам. / М.: Машиностроение, 1989. - 366 с. Схема 1. 32 на странице 72.]
Однако на большой относительной длине охлаждающего канала малого диаметра радиальной перегородки в выходной кромке смыкаются пограничные слои, препятствующие оттоку теплоты от радиальной перегородки с каналами к воздуху. Чтобы разрушить пограничный слой на стенках канала, следует его выполнить прерывистым с малой длиной участков [Трушин В.А. Пленочное охлаждение турбинных лопаток. // Уфа: издание УАИ, 1988. - 78 с.]. Кроме того, отсутствие дросселирования воздуха в канале выходной кромки лопатки, с отсутствием эффекта его охлаждения при дросселировании, обуславливает малый отток теплоты от радиальной перегородки с каналами к воздуху.
Кроме того, расположение наклонных выступов-генераторов пристенной турбулентности на внутренней поверхности перфорированной оболочки в радиальных каналах между радиальными перегородками по всей длине от одной перегородки до другой не обеспечивает достаточной интенсивности вращательного движения воздуха при движении его вдоль некруглого канала, так как воздух подкручивается только за счет касания вершин выступов, обеспечивающих его вращение за счет их наклона, что не обеспечивает достаточного теплоотвода от оболочки и перегородок к воздуху в радиальном канале.
Задачей изобретения является повышение эффективности охлаждения лопатки турбомашины за счет выполнения радиальных пазов и разделительного радиального канала.
Это достигается тем, что у охлаждаемой лопатки турбомашины петлевой схемы охлаждения, содержащей перфорированную оболочку с радиальными перегородками, образующими радиальные каналы, и выступы-генераторы пристенной турбулентности на внутренней ее поверхности, расположенные с наклоном к поперечному направлению оси канала, а также интенсификаторы теплоотдачи в охлаждающих каналах радиальной перегородки выходной кромки лопатки, в отличие от прототипа, выступы-генераторы пристенной турбулентности выполнены с радиальным пазом на контакте с перегородкой со стороны входа вращающегося воздуха, а радиальная перегородка выходной кромки лопатки выполнена с разделительным радиальным каналом.
Использование отличительных признаков в заявляемой охлаждаемой лопатке турбомашины петлевой схемы охлаждения, содержащей перфорированную оболочку с радиальными перегородками, образующими радиальные каналы, и выступы-генераторы пристенной турбулентности на внутренней ее поверхности, расположенные с наклоном к поперечному направлению оси канала, а также интенсификаторы теплоотдачи в охлаждающих каналах радиальной перегородки выходной кромки лопатки, позволяют повысить эффективность ее охлаждения. Тем самым повышается технический уровень охлаждаемой лопатки как ответственнейшего элемента высокотемпературной газовой турбины, определяющей ресурс и надежность ее работы в системе газотурбинного двигателя за счет интенсификации теплоотдачи от лопатки к воздуху как в радиальных каналах, так и в каналах радиальной перегородки выходной кромки.
На фиг.1 схематически изображено поперечное сечение пера лопатки через отверстия перфорации оболочки и через каналы радиальной перегородки выходной кромки лопатки с разделительным радиальным каналом; на фиг.2 - элемент - вид по стрелке С на фиг.1 на наклонные выступы-генераторы пристенной турбулентности на внутренней поверхности перфорированной оболочки в радиальных каналах между радиальными перегородками (сплошными линиями - вогнутой внутренней поверхности, а пунктирными - выпуклой).
Охлаждаемая лопатка турбомашины петлевой схемы охлаждения, содержащая перфорированную оболочку 1, внутри которой выполнены радиальные перегородки 2, образующие радиальные каналы 3, а внутри каналов на перфорированной оболочке между перегородками выполнены выступы-генераторы пристенной турбулентности 4 с радиальным пазом 5, расположенные с наклоном к поперечному направлению оси канала, а также интенсификаторы теплоотдачи в охлаждающих каналах радиальной перегородки выходной кромки лопатки 6 с разделительным радиальным каналом 7.
При работе охлаждаемой лопатки турбомашины петлевой схемы охлаждения, содержащей перфорированную оболочку 1 с радиальными перегородками 2, образующими радиальные каналы 3, и выступы-генераторы пристенной турбулентности 4 на внутренней ее поверхности, расположенные с наклоном к поперечному направлению оси канала, а также интенсификаторы теплоотдачи в охлаждающих каналах радиальной перегородки выходной кромки лопатки, охлаждающий воздух движется в радиальных каналах 3 (точками отмечено движение от оси турбины, а крестиками - к оси) и за счет наклонного расположения выступов-генераторов пристенной турбулентности 4 на внутренней поверхности оболочки приобретает вращательное движение, а радиальные пазы 5 обеспечивают лучшее проникновение воздуха между выступами-генераторами пристенной турбулентности, интенсифицируя вращательное его движение и охлаждение лопатки, а воздух из радиального канала около выходной кромки разворачивается и направляется в каналы радиальной перегородки выходной кромки лопатки 6 с разделительным радиальным каналом 7, где теплоотдача от радиальной перегородки к воздуху через несформировавшийся в коротком канале пограничный слой выше, чем через сомкнувшиеся пограничные слои в относительно длинном канале, если разделительный радиальный канал 7 отсутствует, кроме того, дросселирование воздуха при прохождении его через чередующиеся короткие каналы в радиальной перегородке выходной кромки лопатки 6 обеспечивает его охлаждение как в разделительном радиальном канале 7, так и за радиальной перегородкой 6, увеличивая хладоресурс воздуха.
Выполнение выступов-генераторов пристенной турбулентности с радиальными пазами на контакте с перегородкой со стороны входа вращающегося воздуха, а также радиальной перегородки выходной кромки лопатки с разделительным радиальным каналом способствует интенсификации теплоотвода от перфорированной оболочки лопатки к охлаждающему воздуху за счет наложения на осевое движение воздуха в радиальных каналах более интенсивного вращательного движения с проникновением его между выступами-генераторами пристенной турбулентности, а также за счет малой толщины несформировавшегося пограничного слоя в коротких каналах радиальной перегородки выходной кромки лопатки и за счет понижения температуры при дросселировании воздуха при прохождении его через чередующиеся короткие каналы.
Claims (1)
- Охлаждаемая лопатка турбомашины петлевой схемы охлаждения, содержащая перфорированную оболочку с радиальными перегородками, образующими радиальные каналы, и выступы-генераторы пристенной турбулентности на внутренней ее поверхности, расположенные с наклоном к поперечному направлению оси канала, а также с интенсификаторами теплоотдачи в охлаждающих каналах радиальной перегородки выходной кромки лопатки, отличающаяся тем, что выступы-генераторы пристенной турбулентности выполнены с радиальным пазом на контакте с перегородкой со стороны входа вращающегося воздуха, а радиальная перегородка выходной кромки лопатки выполнена с разделительным радиальным каналом.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011132820/06A RU2476681C1 (ru) | 2011-08-04 | 2011-08-04 | Охлаждаемая лопатка турбомашины петлевой схемы охлаждения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011132820/06A RU2476681C1 (ru) | 2011-08-04 | 2011-08-04 | Охлаждаемая лопатка турбомашины петлевой схемы охлаждения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2476681C1 true RU2476681C1 (ru) | 2013-02-27 |
Family
ID=49121524
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011132820/06A RU2476681C1 (ru) | 2011-08-04 | 2011-08-04 | Охлаждаемая лопатка турбомашины петлевой схемы охлаждения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2476681C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2544916C1 (ru) * | 2013-12-10 | 2015-03-20 | Владимир Алексеевич Трушин | Охлаждаемая перфорированная лопатка турбины |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4946346A (en) * | 1987-09-25 | 1990-08-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Gas turbine vane |
US5328331A (en) * | 1993-06-28 | 1994-07-12 | General Electric Company | Turbine airfoil with double shell outer wall |
SU902541A1 (ru) * | 1979-04-09 | 1995-02-09 | Уфимский авиационный институт им.Орджоникидзе | Охлаждаемая лопатка турбины |
RU2062886C1 (ru) * | 1993-04-26 | 1996-06-27 | Акционерное общество "Авиадвигатель" | Охлаждаемая лопатка турбомашины |
US5533864A (en) * | 1993-11-22 | 1996-07-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Turbine cooling blade having inner hollow structure with improved cooling |
RU2200235C2 (ru) * | 2001-02-05 | 2003-03-10 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Ротор высокотемпературной газовой турбины |
-
2011
- 2011-08-04 RU RU2011132820/06A patent/RU2476681C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU902541A1 (ru) * | 1979-04-09 | 1995-02-09 | Уфимский авиационный институт им.Орджоникидзе | Охлаждаемая лопатка турбины |
US4946346A (en) * | 1987-09-25 | 1990-08-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Gas turbine vane |
RU2062886C1 (ru) * | 1993-04-26 | 1996-06-27 | Акционерное общество "Авиадвигатель" | Охлаждаемая лопатка турбомашины |
US5328331A (en) * | 1993-06-28 | 1994-07-12 | General Electric Company | Turbine airfoil with double shell outer wall |
US5533864A (en) * | 1993-11-22 | 1996-07-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Turbine cooling blade having inner hollow structure with improved cooling |
RU2200235C2 (ru) * | 2001-02-05 | 2003-03-10 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Ротор высокотемпературной газовой турбины |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2544916C1 (ru) * | 2013-12-10 | 2015-03-20 | Владимир Алексеевич Трушин | Охлаждаемая перфорированная лопатка турбины |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6607566B2 (ja) | 空気冷却式のエンジン表面冷却器 | |
JP6259219B2 (ja) | 熱交換器組立体およびガスタービンエンジン組立体 | |
EP3088685B1 (en) | Thermal management system and method of circulating air in a gas turbine engine | |
JP5826516B2 (ja) | 流体的に生成される渦を用いてタービン伴流の混合を促進するシステム及び方法 | |
WO2014201311A1 (en) | Curved plate/fin heat exchanger | |
EP3054112B1 (en) | Nose cone assembly and method of circulating air in a gas turbine engine | |
Zhao et al. | An improved wave rotor refrigerator using an outside gas flow for recycling the expansion work | |
US20190003315A1 (en) | Fluid cooling systems for a gas turbine engine | |
Al-Hadhrami et al. | Heat transfer in two-pass rotating rectangular channels (AR= 2) with five different orientations of 45 deg V-shaped rib turbulators | |
Elliot | Theory and tests of two-phase turbines | |
RU2476681C1 (ru) | Охлаждаемая лопатка турбомашины петлевой схемы охлаждения | |
Date et al. | Experimental performance of a rotating two-phase reaction turbine | |
Fu et al. | Heat transfer in two-pass rotating rectangular channels (ar= 1: 2 and ar= 1: 4) with 45 angled rib turbulators | |
US20180058259A1 (en) | Heat pipe in turbine engine rotor | |
US10502060B2 (en) | Rotor and gas turbine engine including same | |
CN109210961A (zh) | 一种用于航空发动机的液体散热器 | |
JP4823854B2 (ja) | 二重境膜剥ぎ取り熱交換装置 | |
US20200182087A1 (en) | Aircraft Engine Assembly With Boundary Layer Ingestion Including An Electric Motor And A Cooling System Partially Arranged In The Exhaust Cone | |
JP6866187B2 (ja) | タービンノズル及びそれを備えたラジアルタービン | |
RU2544916C1 (ru) | Охлаждаемая перфорированная лопатка турбины | |
RU155824U1 (ru) | Устройство для уплотнения радиального зазора между статором и ротором энергосиловой машины | |
Svetlana | Application and improvement of gas turbine blades film cooling | |
RU2269075C1 (ru) | Кавитационно-вихревой теплогенератор | |
RU2582539C1 (ru) | Охлаждаемая рабочая перфорированная лопатка турбины | |
JP6867189B2 (ja) | タービンノズル及びそれを備えたラジアルタービン |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140805 |