Введение
1. Составные проницаемые оболочки в охлаждаемых лопатках газовых турбин: состояние вопроса, задачи и методы расчёта 13
1.1. Конструкции охлаждаемых лопаточных аппаратов турбин с применением составных проницаемых оболочек 16
1.2. Обзор и анализ экспериментальных исследований гидравлических характеристик СПО 20
1.3. Обзор и анализ опытных исследований теплообменных характеристик СПО 34
1.4. Методы расчета теплогидравлических характеристик составных проницаемых оболочек 53
1.5. Обзор и анализ работ по тепловому состоянию и эффективности охлаждения лопаточных аппаратов с проникающим охлаждением на базе СПО 63
1.6. Цели и задачи работы 73
2. Численное моделирование пространственного течения и теплообмена в составных проницаемых оболочках 74
2.1. Особенности моделирования гидравлического сопротивления и теплообмена в каналах СПО 74
2.2. Численное моделирование теплофизических процессов в СПО 77
2.2.1. Постановка задачи и вычислительные аспекты 77
2.2.2. Анализ пространственной структуры потока и гидравлические характеристики СПО 80
2.2.3. Теплообмен в каналах СПО 81
2.3. Обобщение данных по внутреннему теплообмену в СПО 83
2.4. Модель пористого материала для расчета характеристик СПО 87
3. Проектирование и технология изготовления опытной лопатки 91
3.1. Проектирование экспериментальной лопатки 91
3.2. Технология изготовления несущего стержня лопатки 94
3.2.1. Проектирование стержня 94
3.2.2. Технология изготовления СПО 95
3.3 Технология изготовления сопловой лопатки с оболочкой из СПО 98
4. Экспериментальное исследование напраляющей лопатки первой ступени ГТЭ - 150, методика проведения опытов и анализ результатов 101
4.1. Экспериментальный стенд 101
4.2. Схема измерений стенда и методика обработки опытных данных 105
4.3. Результаты экспериментального исследования теплового состояния опытной лопатки 109
5. Численное моделирование тепломассобмена и выбор системы проникающего охлаждения в многослойной напраляющей лопатке первой ступени ГТЭ -150 120
5.1. Постановка задачи и вычислительные аспекты 120
5.2. Описание численного алгоритма 122
5.2.1. Расчет внешней газодинамики 122.
5.2.2. Расчет гидравлики подводящих каналов системы охлаждения оболочковой лопатки 127
5.2.3. Расчет теплообмена и теплового состояния лопатки с пористой оболочкой 129
5.3. Проектирование системы охлаждения для сопловой лопатки с оболочкой из СПО на температуру 1800К 131
5.4. Методика и результаты прочностных расчетов проницаемой оболочки сопловой лопатки для 1-ой ступени ВГТ 135
Заключение 143
Литература 145
Приложение 155
