Студија о механизму утицаја топлотног преградног превлака на расхладном ефекту вилуљастих сечива одређене врсте гасне турбине
Да би се добио ефекат топлотног изолације и закон о дистрибуцији темперајења топлотног баријера на турбинским сечивима, одређена врста плинских турбина који се креће у покрету под високим притиском који се креће сечивом са унутрашњом структуром хлађења коришћена је као основни модел. Ексферирање хлађења сечива који се креће високог притиска са или без термичке заштитне заштите прекривача је нумерички израчунато методом спајања топлоте топлоте, а утицај топлотног превозног преноса на преносу топлоте на сечиво проучава се променом дебљине топлотног прекријања. Студија је открила да је након превлачења топлотним преградама, температура сечива значајно пала, ближе водећој ивици, то је већа пад температуре и пад температуре на страни притиска било је веће од оне на усисној страни; Топлотни прекривач дебљине 0. 05-0. 2 мм може да смањи просечну температуру металне површине сечива 21-49 степен; Како се дебљина премаза повећава, дистрибуција температуре унутар метала сечива постаће уједначена.
У развоју гасних турбина, у циљу побољшања снаге и топлотне ефикасности мотора, температура уноса турбине такође се повећава. Обућа за турбине подвргнуте су утицају гаса са високим температурама. Када се температура улазне турбина наставља да се повећа, само хлађење ваздуха не може да испуњава захтеве. Термичке баријере, као ефикасно средство за побољшање високе температурне отпорности и отпорности на корозију материјала, све се више користе.
Термичке баријере се углавном придржавају површине сечива од стране плазма пламене прскање или таложење електронске греде. Имају карактеристике високог топљења и отпорност на топлотни шок, који могу побољшати способност да турбина сечива да одоли оксидацију и топлотну корозију, смањују температуру сечива и прошири радни век сечива. Ализадех и др. проучавао је топлотни ефекат изолације {{0}}. 2 мм термичке баријере према превлаке гас-топлотом који је повезана нумеричка симулација. Резултати су показали да је максимална температура сечива смањила за 19 К и просечна температура смањена је за 34 К. Прапамонтхон ет ал. проучавао је ефекат интензитета турбуленције на ефикасности хлађења топлотних баријерских сечива. Резултати су показали да термичке баријере могу повећати свеобухватну ефикасност хлађења површине сечива за 16% на 20% и 8% на задњој ивици сечива. Зху Јиан и др. Основао је једнодимензионални стабилански модел за обложене оштрице из термодинамичке перспективе, а теоретски анализирани и израчунава топлотни изолациони ефекат термичких прекривача топлотних баријера. Схи Ли ет ал. спровели су нумеричку студију на Ц3Кс са термичким преградама. Керамички слој од 0,3 мм може смањити температуру површине сечива за 72,6 К и повећати свеобухватну ефикасност хлађења за 6,5%. Топлотни прекривач нема утицаја на дистрибуцију ефикасности хлађења површине сечива. Зхоу Хонгру ет ал. спровели су нумеричку студију на водећој ивици лопатица турбине са топлотним прекривачима. Резултати су показали да топлотни превлаке не могу да смање радну температуру металних сечива и градијента температуре унутар сечива, већ се одупиру термалном удару улазне топле спотове у одређеној мери. Ианг Ксиаогуанг ет ал. Израчунали су дводимензионалну дистрибуцију теренског терена и стрес водича са термичким баријерским премазима давањем коефицијената преноса топлоте унутрашњих и спољних површина сечива. Ванг Лининг ет ал. Водио је тродимензионалну анализу гас-термичких спојница на турбина водичима са композитним структурама хлађења и проучавао ефекте дебљине премаза и гасово зрачење на поље температуре премаза. Лиу Јианхуа ет ал. Анализирали су топлотни ефекат топлотне баријере за расхладне баријере за ознаку ИИ са вишеслојним термичким превлакама интерно постављањем коефицијента преноса топлоте и спољне гасне топлотне спојнице.
Метода израчунавања
Рачунални модел
Топлотни прекривач је смештен између гаса са високим температурама и површином подлоге легура сечива и састоји се од металног слоја лепљења и термички изолациони керамички слој. Његова основна структура је приказана на слици 1. Приликом конструкције модела израчунавања, лепљење са вишом термичком проводљивошћу у структури превлачења топлотне баријере је занемарен, а задржан је само термички изолациони керамички слој са нижом термичком проводљивошћу.
Слика 2 приказује модел сечива након преласка са топлотним прекријањем. Бладе садржи вишеканалну ротациону структуру хлађења, са рупама за хлађење на предњој ивици, средњој прорезној структури на задњој ивици и структури у облику слова Х-а на врху сечива. Топлотни прекривач је прскано само на тело сечива и доње површине плочеве плоче. Пошто је температура испод корена сечива ниска и није фокус истраживања, како би се смањио број рачунарских решетки, део корена игнорише се приликом постављања рачунарског модела, а израчунато је модел рачунара и модел рачунара приказан на слику 3.
Намјерка нумеричког обрачуна
Унутрашња геометрија сечива за хлађење турбине релативно је сложена и тешко је користити структуриране мреже. Употреба неструктурираних мрежа значајно повећава количину израчуна. С тим у вези, овај рад користи Агреатор полиедралног мреже да мрежа сечива и гасног домена. Мрежа подела, месх модел је приказан на слици 4.
У моделу израчунавања дебљина топлотног превозског прекривања је изузетно мала, мања од 1/10 дебљине зида сечива. Из тог разлога, овај рад користи танки мрежни генератор да подели топлотни прекривач у три слоја полигоналних призматичних мрежа. Број танких мрежичких слојева је верификован да би био независан, а број танких слојева мрежа готово да нема ефекта на поље за температуру сечива.
Домен флуида усвојио је реализацију двосложног модела К-Епсилона у РеинолдСавеРагед Навиер-Стокес Екетед (РАНС) Модел турбуленција. Овај модел пружа већу флексибилност за мрежну обраду целог И + зида. Не може се само бавити финим мрежама (тј. Ниским реинолдс бројем или ниским и + МЕСХЕС), али и на најтачнији начин рукује и средњим мрежама (тј. 1 <и + <30), што може ефикасно уравнотежити стабилност, рачунарски трошкови и тачност.
Гранични услови
Улаз гаса је постављен као укупни улаз за стагнирање притиска, улаз ваздуха за хлађење је улаз за масовни проток, а излаз је постављен као статички утисак. Површина премаза на гасном каналу постављена је као површина течности-чврсте спојке, премаз и метална површина сечива постављена су као чврсти интерфејс, а две стране канала су постављене као рок. И хладни гас и гас су идеални гасови, а топлотни капацитет и топлотна проводљивост се постављају помоћу формуле Сутхерланд. Одговарајући гранични услови су: Укупни притисак главног улаза гасног канала је 2,5 МПа, дистрибуција улазне температуре са радијалним температурама градијент на слици хладног гаса у каналу хладног гаса у сечишту је 45 г / с, укупна температура је 45 г / с, а тотална температура је од 45 г / с, а тотална температура је од 45 г / с. 0 степен је у укупној температури. Материјал сечива је једини кристално кристално кристално високе температуре, а топлотна проводљивост материјалних промена са температуром. Што се тиче постојећих материјала, топлотни прекривачи углавном користе стабилну иттрију иТТРИА цирконијум оксид (ИСЗ) или цирконијум оксид (Зро2), чија се топлотна проводљивост мало мења са температуром, тако да је топлотна проводљивост постављена на 1,03 В / (м / к) у израчунавању.
2 Анализа резултата израчунавања
2.1 Температура површине сечива
Слике 6 и 7 приказују расподелу температуре површине необрезене сечива и дистрибуције температуре површине металне површине сечива на различите дебљине премаза, респективно. Може се видети да се дебљина премаза и даље повећава, метална површинска температура сечива постепено смањује, а закон о дистрибуцији температуре металне површине сечива у различитим дебљинама је у основи исто, температура на средини површине притиска је нижа, а температура на врху сечива је већа. Савет сечива је обично најтежи део целог сечива да се охлади, а ребра утора на врху сечива тешко се хлади хладан ваздух. У моделу израчунавања, премаз покрива само површину тела сечива, а врх сечива није прекривен премазом. Не постоји баријера на топлоти са гасне стране врхом сечива, тако да се увек постоји површина високог температура на врху сечива увек.
Слика 8 приказује кривуљу просечне температуре металне површине сечива која се мења дебљином. Може се видети да се просечна температура металне површине сечива смањује са повећањем дебљине премаза. То је зато што је топлотна проводљивост топлотног превозног прекривања ниска, што повећава топлотни отпор између гаса са високим температурама и металним сечивом, ефикасно смањујући температуру металне површине сечива. Када је дебљина премаза 0. 0. 0 5 мм, просечна температура тела сечива смањује за 21 степен, а затим се повећава дебљина топлотног прекријања, температура површине сечива и даље се смањује температура сечива; Када је дебљина премаза 0,20 мм, просечна температура тела сечива смањује за 49 степени. То је у основи у складу са ефектом топлотне изолације које је мерио Зханг Жхикианг ет ал. кроз тест хладног ефекта.
Слика 9 је крива која приказује промену површинске температуре одељења сечива дуж дужине аксијалне акорде. Као што се може видети са слике 9, под различитим дебљинама топлотне превлаке, тренд промене температуре дужине аксијалне акорде је у основи исти, а температура усисне површине је знатно већа од температуре површине притиска. У правцу дужине аксијалне акорде, температура површине притиска и површине усисавања прво се смањује, а затим се повећава и постоји одређена флуктуација у задњој ивици, што је узроковано структуралним обликом расхладног расхладног расхладе сплитске прорезе. Истовремено, температура сечива пресвучене са топлотним прекријањем капи значајно је и пад температуре на површини усисавања знатно је већа од оне на површини притиска. Пад температуре се постепено смањује са водеће ивице до ивице и ближе водећој ивици сечива, то је већа пад температуре.
Уједначеност металне температуре сечива утиче на ниво термичког стреса сечива, тако да овај рад користи индекс температуре уједначености за мерење температуре уједначености чврстог сечива. Индекс температуре уједначености:
ГДЈЕ: Ц је запремина сваке јединице, Т-да ли је просек јачине температуре Т, ТЦ је температурна вредност у мрежици и ВЦ је запремина мрежне јединице. Ако је поље за температуру јачине звука једнолично дистрибуирано, индекс водоотсове јединствености је 1. Као што се може видети са слике 1 0, након прскања топлотног превозног премаза, температурна уједначеност сечива је значајно побољшана. Када је дебљина премаза 0. 2 мм, температурни индекс уједначености сечива се повећава за 0,4%.
2.2 Прекидање температуре површине
Промјена температуре површине премаза је приказана на слици 11. Као што се може видети са слике 11, јер се дебљина премаза повећава, температура површине топлотног преградног премаза и даље се повећава, што је управо супротно од просечног просјечног тренда промјене температуре површине сечива. Како се топлотни отпор повећава у смеру дебљине премаза, температурне разлике између површине премаза и површине сечива постепено повећава, а акумулирана топлота на површини је тешка теже да се теже дифузно је дифузно дифузно. Када је дебљина премаза 0. 20 мм, температурна разлика између унутрашњости и изван превлачења достиже 86 степен.
2.3 Температура пресека сечива
Слика 12 приказује температуру расподјеле водећих и задњих ивица сечива са и без превлака топлотних баријера. Након што је површина обложена термичким преградама, температура пресека сечива је значајно смањена, а температура температуре је ублажена. То је зато што се након примене топлотног преградног преграда примењује, густина топлоте у превлаку се смањује. Истовремено, будући да је топлотни баријерски материјал за превлачење баријера има ниску топлотну проводљивост, температурне промене унутар термалне чврсте супстанце су врло драстичне.
Контактирајте нас
Хвала на интересовању за нашу компанију! Као професионална компанија за производњу делова турбине, и даље ћемо се посветити технолошким иновацијама и побољшању услуга, да пружимо квалитетније решења за купце широм света. Ако имате било каква питања, предлоге или намере за сарадњу, ми смо више него срећни да вам помогнемо. Молимо контактирајте нас на следеће начине:
ВхатсАпп: +86 135 4409 5201
E-mail:peter@turbineblade.net
