ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ВНУТРЕННЕГО КОНВЕКТИВНОГО И ВНЕШНЕГО ПЛЕНОЧНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ТУРБИННЫХ ЛОПАТОК НА СТАЦИОНАРНЫХ И ПУЛЬСИРУЮЩИХ РЕЖИМАХ ТЕЧЕНИЯ ОХЛАЖДАЮЩЕГО ВОЗДУХА. ЭТАП №1

Отчет содержит обзор научно- технической литературы по методам создания и моделирования конвективно- пленочной защиты турбинных лопаток в высокотемпературных потоках; описание экспериментального стенда для исследования эффективности внутреннего конвективного охлаждения и внешнего пленочного охлаждения элементов профиля турбинной лопатки при подаче в них пульсирующего потока воздуха; результаты экспериментального исследования эффективности внутреннего конвективного охлаждения и внешнего пленочного охлаждения элементов профиля турбинной лопатки при подаче в них пульсирующего потока воздуха при следующих условиях: вдув воздуха в основной поток осуществляется через одиночные цилиндрические и веерные отверстия и их пояски при варьировании числа Струхаля в диапазоне 0,1…10. Число Рейнольдса охлаждающего потока: 10000...80000. Параметр вдува m = 0,2…2,5. Угол вдува α = 30, 45 и 75 градусов. Разработан сопряженный с газодинамическим программный код для решения внутренней тепловой задачи для теплопроводящего твердого тела, ограничивающего канал на основе неявного конечно- разностного метода суммарной аппроксимации (дробных шагов) для решения уравнения теплопроводности, записанного в обобщенных криволинейных координатах. Приведены результаты расчетов тестового характера для модельной задачи при стационарных и нестационарных режимах течения высокотемпературного и охлаждающего газа по обе стороны от теплопроводной поверхности. Выполнен анализ теплового поля в обтекаемом теле, в охлаждающем и в высокотемпературном потоках, а также анализ полей температуры, скорости и давления в высокотемпературном и охлаждающем потоках газа, обтекающих разделяющее потоки теплопроводящее тело с соединяющим потоки каналом при стационарном течении высокотемпературного потока и а) стационарном б) пульсационным режимом течения холодного потока. Построена геометрическая модель и выбран метод анализа напряженно- деформированного состояния охлаждаемой лопатки турбины в ПО Ansys-Fluent.