Расходные характеристики отверстий, применяемых в системах охлаждения газовых турбин

Abstract

Рассмотрены известные методы расчета расходных характеристик отверстий, которые широко применяются в системах охлаждения газовых турбин. Методы основаны на использовании понятий коэффициента расхода и коэффициента гидравлического сопротивления. Использование последнего в расчетах систем охлаждения является предпочтительным, так как он связывает расход воздуха с падением полного давления в каналах. Для использования коэффициента расхода в общем алгоритме расчета систем охлаждения установлено соотношение между ним и коэффициентом гидравлического сопротивления. В связи с тем, что обширные экспериментальные данные по гидравлическому сопротивлению отверстий относятся к несжимаемым средам, был разработан метод, позволяющий учитывать сжимаемость. Метод заключался в делении общих потерь полного давления в диафрагме на элементы, такие как потери давления на входе в отверстие, выходе из него и потери давления на трение.

Consideration was given to the known methods that are widely used for computation of the metering characteristics of the openings designed for gas turbine cooling systems.The methods are based on the use of such notions as the flow coefficient and the hydraulic resistance coefficient. The use of the latter is preferable for the design of cooling systems, because it correlates the air rate with the total pressure drop in the channels. To use the flow coefficient for the general cooling system computation algorithm the relation between it and the hydraulic resistance coefficient was established. Due to the fact that the extensive experimental data on the hydraulic resistance of openings are related to noncondensable media the method was developed that enables their use taking into account the compressibility. The method consists in the division of overall losses of the total pressure in the diaphragm into the elements, in particular opening inlet pressure losses, opening outlet pressure losses and friction pressure losses.