Разработка, изготовление, исследования и доработка лабораторного образца материала лопатки турбин с термоэмиссионным покрытием

НИОКР "Разработка, изготовление, исследования и доработка лабораторного образца материала лопатки турбин с термоэмиссионным покрытием" посвящен опытам, доказывающим эффективность термоэмиссионного охлаждения двухстенных лопастей газовых турбин во внутренние объемы. Лопасть состоит из внешней и внутренней оболочки (стенки). Полость (или полости) между ними вакуумирована и герметизирована и покрыта материалом с высокой термоэмиссией электронов при нагреве. При нагреве с внутренней поверхности внешней оболочки происходит термоэмиссия электронов и происходит термоэмиссионное охлаждение внешней оболочки. В результате большое количество тепла при нагреве переходит от внешней оболочки ко внутренней, которая не нагружена механически потоком горячего газа. Отвести тепло от внутренней ненагруженной оболочки намного проще. В этом случае, можно сделать каналы охлаждения более сложными, изготовив внутреннюю оболочку методами аддитивных технологий (АТ). Применение АТ происходит в условиях, намного менее жестких по сравнению с условиями, когда охлаждаемая оболочка находится в потоке горячего газа. Кроме того, ТЭО позволяет уменьшить перепады температур и уменьшить температурные напряжения, тем самым еще больше разгрузить лопасть. Это достигается за счет близкой к экспоненте зависимости ТЭО от температуры. В этом случае происходит более равномерное распределение тепла по лопасти с одновременным уменьшением максимальной температуры лопасти. Появляется возможность повысить температуру газа перед турбиной при сохранении или увеличении ресурса лопастей и газовой турбины в целом. Замена лопастей (и др. элементов) в существующих турбинах на лопасти с ТЭО позволит поднять их КПД на 1-2% (и ресурс в 2-3 раза), а в перспективе на 4-5% (при получении новых термоэмиссионных материалов)