Повышение эффективности охлаждения профилированных поверхностей лопаток газовых турбин на основе оптимизации структуры течения в газовой завесе

Основная тенденция развития газотурбинных двигателей связана с форсированием параметров рабочего процесса и прежде всего температуры газа перед турбиной, что требует развития и совершенствования систем охлаждения сопловых и рабочих лопаток турбин. При этом очень актуален вопрос максимально эффективного использования охлаждающего воздуха при его минимальных затратах, с учетом структуры течения, формирующегося при взаимодействии газовой завесы с основным потоком. Решаемая в рамках проекта проблема повышения эффективности заградительного охлаждения требует комплексного экспериментально-расчетного подхода к исследованию теплообменных и газодинамических процессов протекающих в условиях взаимодействия основного потока и струй охладителя, выдуваемых из отверстий перфорации различной формы и конфигурации. Цель проекта: повышение эффективности охлаждения лопаток газовых турбин за счёт изменения геометрии, формы и расположения отверстий, формирующих газовую завесу, на основе результатов экспериментальных исследований и численного моделирования. В качестве новизны проекта можно отметить экспериментальное и расчетное изучение заградительного охлаждения при использовании как цилиндрических, так и веерных отверстий перфорации с различными параметрами вдува m от 0,5 до 2,5 и применением бесконтактных измерений методами PIV и ИК-термографии для определения эффективности завесы, кинематики потока, с последующей верификацией данных численного моделирования (RANS, URANS, DES и LES подходов).