Введение
1. Повышение эффективности систем комбинированного охлаждения лопаток турбомашин — анализ состояния проблемы
1.1. Способы охлаждения лопаток турбомашин 9
1.2. Состав математической модели системы комбинированного охлаждения лопатки с вихревым энергоразделителем и проблемы ее замыкания 17
1.3. Особенности работы вихревого энергоразделителя в составе системы комбинированного охлаждения лопатки 21
1.4. Вихревые энергоразделители: гипотезы о природе эффекта, конструкции устройств, расчетные формулы 23
1.5. Постановка задачи исследования 39
2. Экспериментальное исследование температурного разделения газа при небольших перепадах давления 41
2.1. Экспериментальная установка и методика проведения эксперимента 41
2.2. Оценка погрешности экспериментальных исследований 44-
2.2. Анализ достоверности результатов 47
2.3. Результаты исследования вихревого эффекта для малых перепадов давления 48
2.4. Обобщение результатов экспериментальных исследований 52
3. Математическое моделирование системы комбинированного охлаждения лопатки с использованием пакета TurboWorks 58
3.1. Моделирование пленочного охлаждения и теплообмена на поверхности корытца и спинки лопатки 5 8
3.2. Моделирование теплообмена в охлаждающих каналах 64
3.3. Моделирование энергетического разделения в малоразмерных вихревых энергоразделителях с малыми перепадами давления охладителя 66
3.4. Погрешности численного моделирования, сходимость и устойчивость разностной схемы 68
3.5. Моделирование теплового состояния лопатки и базы данных 75
4. Результаты расчетного исследования теплового состояния лопатки ссистемой комбинированного охлаждения и оценка эффективности применения вихревого энергоразделителя 82
4.1. Исходные данные для анализа и программа их расчета 82
4.2. Тепловое состояние лопатки при традиционном комбинированном конвективно-пленочном охлаждении 87
4.3. Тепловое состояние лопатки с системой комбинированного охлаждения и вихревым энергоразделителем 89
4.4. Анализ результатов численного исследования теплового состояния лопатки турбины 92
4.5. Рекомендации по проектированию систем комбинированного охлаждения, имеющих в своем составе вихревые энергоразделители 98
4.6. Эффективность использования вихревых энергоразделителей в системе комбинированного охлаждения лопаток турбомашин 99 4.7 Предлагаемые проектные решения по системам комбинированного охлаждения лопаток турбин 100
Заключение и выводы 104
Приложения 105
