РЕЗУЛЬТАТЫ ХОЛОДНЫХ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ТУННЕЛЬНОГО СОПЛОВОГО АППАРАТА.
К настоящему времени была закончена только первая серия экспериментов, проводившихся при степени расширения воздушного потока в туннельной турбинной ступени
1,1<πт<1,5,
полной температуре воздуха на входе
282<T1*, 0K<290
и полном давлении воздуха на входе
0,11<P1*, МПа<0,15
Примененное на испытательном стенде приборное измерительное оснащение и разработанная компьютерная программа обработки и анализа экспериментальных данных позволили при определении политропических значений мощности, работы и газодинамической эффективности туннельной турбинной ступени учесть затраты энергии:
- на трение дисков турбины и компрессора при вращении в воздушном потоке;
- при взаимодействии потоков воздуха, идущих на смазку упорных и опорных подшипниковых узлов ротора турбокомпрессора, с основными воздушными течениями турбинного и компрессорного трактов;
- на утечки и подсосы воздуха извне через зазоры между сопловыми аппаратами и рабочими колесами турбокомпрессора.
Расчеты выполнялись по полным (заторможенным) параметрам потока, используя итерационные методы, учитывая режим течения и т. д.
Результаты проведенных опытов представлены на рис. 8 в виде зависимостей политропического КПД ηе проточной части турбинной ступени от приведенной частоты вращения
где:
- n и G — частота вращения и расход воздуха через турбину на номинальном режиме керамической натурной турбины;
- P1* и T1* — полное давление и полная температура воздуха на входе в керамическую натурную турбину на номинальном режиме.
Рис. 8 Зависимость политропического КПД (с учетом трения диска) ηе (%) туннельной турбинной ступени от приведенной частоты вращения n (об/мин·°C0,5) при постоянном приведенном расходе G кг °С0,5/0С·МПа):
1. G = 21,75, 2. G = 29,85
Как следует из представленных экспериментальных данных, политропический КПД туннельной ступени составляет 70–75%, что согласуется с предварительными численными исследованиями туннельных каналов соплового аппарата и рабочего колеса турбины.
ВЫВОДЫ
- Разработан проект, выполнено изготовление и проведены «холодные» газодинамические испытания крупномасштабной (10:1) металлической модели турбинной ступени (диаметр рабочего колеса 10 мм).
- Полученные значения из оэнропического КПД испытанной ступени составили 70–75%, что подтверждает перспективность дальнейших численных и опытных исследований с целью совершенствования геометрии проточной части туннельных ступеней.
Ремонт турбин
Литература
Patent of France, 0210977 of 05.09.2002. 75, INPI Paris, Turbine a gas a roue de turbine de type radial.
A. Soudarev et al, Novel blade-free turbomachine concept for microgasturbine engine applications (Part 1. Design. Design characteristics. Metal model realization), The International Gas Turbine Congress 2003 Tokyo, November 2-7, 2003, IGTC2003Tokyo TS-041.
Ремонт турбин