Розвиток методів розрахунку охолодження обертових елементів газових турбін

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.16 – турбомашини та турбоустановки, (технічні науки). – Національний технічний університету "Харківський політехнічний інститут", Міністерство освіти і науки України, Харків, 2018. Розроблено методи розрахунку повітряного охолодження і систем маслозабезпечення, які дозволяють отримати якісно нові результати, що сприяють підвищенню надійності проектування системи охолодження ГТУ. Удосконалено метод розрахунку повітряного охолодження за рахунок введення нових елементів таких, як апарат закручування, теплообмінник які розширюють можливості проектування системи охолодження ГТУ і ГТД. Набув подальший розвиток метод розрахунку гідравлічних мереж систем охолодження газових турбін з урахуванням закручування потоку в міждискових порожнинах. Обґрунтовано надійне застосування методу розрахунку насосного ефекту в придискових порожнинах роторів в діапазоні відношення ширини до зовнішнього радіусу диска s/r₂ = 0,17. Розвинений метод розрахунку гідравлічного опору подовжених діафрагм, отворів, лабіринтових ущільнень з урахуванням стисливості середовища Обґрунтовано поправку на стисливість до коефіцієнту гідравлічного опору, що уточнює коефіцієнт гідравлічного опору до 25%. Розроблена сумісна математична модель і метод розрахунку гідравлічного опору двофазного гомогенного середовища, що дозволяє моделювати процеси охолодження і маслозабезпечення в межах загального методу гідравлічного розрахунку системи охолодження, і проводити спільний розрахунок системи охолодження ротора турбіни і підшипників.

The dissertation for the degree of the Candidate of Technical Sciences (Ph.D.) in the specialty 05.05.16 turbomachine and turbine plants, (technical sciences). National Technical University "Kharkiv Polytechnical Institute", Ministry of Science and Science of Ukraine, Kharkiv, 2018. Developed methods for calculating air cooling and oil supply systems allow us to expand the possibilities by introducing new elements such as heat exchanger, labyrinth seals, bearings, as well as obtaining qualitatively new results that increase the reliability of the design of the cooling system of the GT. The reliable application of the method of calculating the pumping effect in the disk cavities of gas turbine rotors in the range of the ratio of width to the outer disk radius s/r₂ = 0,17 is substantiated. The method is developed for calculating the hydraulic resistance of elongated diaphragms, holes, labyrinth seals, considering the compressibility of the medium. The investigated effect on the hydraulic resistance of the angle of the hole. The correction for compressibility to the coefficient of hydraulic resistance of elongated diaphragms, holes, labyrinth seals is justified, that corrects coefficient of hydraulic resistance to 25%. Developed in conjunction mathematical model and a method for calculating the hydraulic resistance of a two-phase homogeneous medium that significantly expands the modeling capabilities of cooling processes and oil supply within the general method of hydraulic calculation of the cooling system, which allowed a joint calculation of the cooling system of the turbine rotor and bearings.