Теплообмін дисків роторів газотурбінних двигунів енергетичних установок морських бурових платформ

Характеристика особливостей розрахунку теплообміну дисків роторів газотурбінних двигунів енергетичних установок морських бурових платформ. Знайомство з основними результатами експериментальних досліджень теплообміну диска ротора газотурбінних двигунів.

Рубрика Производство и технологии
Вид автореферат
Язык украинский
Дата добавления 14.09.2013
Размер файла 83,9 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Теплообмін дисків роторів газотурбінних двигунів енергетичних установок морських бурових платформ

теплообмін ротор газотурбінний двигун

Газотурбінні установки здобули широке розповсюдження не тільки в авіації, а також і на компресорних станціях магістральних газопроводів і газонафтопереробних заводах. Завдяки своїй компактності, малій масі, значній потужності і здатності працювати на здобуваємому із свердловини попутньому газі ГТУ успішно використовується в якості енергопривода морських бурових платформ.

Технологія бурових робіт передбачає імпульсно-циклічний характер навантажень МБП, зв'язаний з періодичним вмиканням бурової лебідки. Тому найважливішою характеристикою перехідних процесів роботи газотурбінного двигуна вважається його сприйнятливість, тобто здатність двигуна до сприйняння зовнішнього навантаження. Перехід з одного режиму на другий обумовлений зміною теплового навантаження двигуна, яка впливає на теплонапруженість високонавантажених деталів ротора (робочих лопаток, дисків, проставочних кілець), що приводить до їх стомленостних поламок, а отже, до зниження ресурса роботи двигуна.

У той же час теплонапруженість деталів сучасних ГТД збільшується з підвищенням початкової температури газу перед турбіною і ступені підвищення тиску у компресорі. При цьому перепад температур у деталях ротора може досягнути найбільших величин.

Зв'язані з підвищенням параметрів робочого тіла питання надійності теплонапружених деталей ротора та питання створення ефективних систем охолодження ГТД неможливо вирішити без оцінки температурного стану ціх деталів та наявності достовірних відомостей про інтенсивність теплообміну на їх поверхнях.

Актуальність роботи. Дослідження процесів теплообміну елементів ротора на стаціонарних та особливо на перехідних режимах роботи двигунів із змінною сприйнятливістю з метою розробки ефективних систем охолодження ГТД є актуальним завданням в різних областях газотурбобудування, у тому числі для ЕУ морських бурових платформ.

Зв'язок роботи з науковими програмами. Робота здійснена у Севастопольскому державному технічному університеті відповідно з реалізацією національної програми «Нафта і газ України» на період до 2010 року за особистою ініціативою та науководослідними планами робіт департамента експлуатації морських суден та споруджень.

Мета та завдання дослідження. Мета роботи - підвищення точності розрахунку теплообміну дисків роторів газотурбінних двигунів енергетичних установок морських бурових платформ на стадії проектування систем охолодження ГТД для забеспечення необхідного ресурсу роботи двигуна.

Для досягнення зазначенної мети довелося вирішити слідуючі задання: розробити методику виміру та створити експериментальний стенд для дослідження теплообміну охолоджуємих дисків у порожнині роторів ГТД із змінною сприйнятливістю; провести експериментальні дослідження процесів теплообміна дисків роторів ГТД з осьовою течією охолоджуючого повітря на стаціонарних та перехідних режимах роботи; розробити методику усуспільнення дослідних даних по нестаціонарному теплообміну; розробити програми розрахунку коефіцієнтів тепловіддачі з поверхонь дисків роторів ГТД на стаціонарних та перехідних режимах роботи двигунів із змінною сприйнятливістю; реалізувати результати дослідження у констукторських бюро, проектуючих МБП, та на підприємствах енергетичного машинобудування.

Наукова новизна здобутих у дисертаційній роботі результатів: вперше надана оцінка впливу сприйнятливості двигуна на тепловіддачу дисків на перехідних режимах; експериментально уточнений вплив товщини полотна диска на його тепловіддачу у порожнині ротора ГТД; вперше встановлені закономірності тепловіддачі на текучому радіусі диска для перехідних режимів роботи двигунів із змінною сприйнятливістю; розроблені програми розрахунку середніх коефіцієнтів тепловіддачі диска у порожнині ротора ГТД дискобарабанної конструкції з осьовою течією охолоджуючого повітря у режимах прогріву та охолодження двигунів із змінною сприйнятливістю.

Практична цінність роботи міститься у тому, що одержані у ній результати дозволяють оцінювати температурний стан елементів енергетичних установок морських бурових платформ на стадії проектування систем охолоджування двигуна.

Результати виконаних досліджень упроваджені і використовуються при розробці технічних завдань на проектування ЕУ бурових платформ «ЦКБ «Корал»(м.Севастополь), а також для оцінки теплового стану роторів ГТД ЦІАМ ім.П.І.Баранова (м.Москва) і ЗМКБ «Прогрес» (м.Запоріжжя).

Особистий внесок автора. Автор являється ініціатором і відповідальним виконавцем всіх досліджень, які ввійшли у дисертацію. В роботах, опублікованих у співавторстві, особистий внесок автора міститься у наступнім: дана експериментальна оцінка впливу теплообміну стального диска в порівнянні з теплоізольованих на тепловіддачу циліндричних поверхонь проставочних кілець в порожнині ротора ГТД, що обертається, з осьовою течією охолоджувача; виконано уточнення узагальненої залежності, яка описує теплообмін диска в порожнині ротора ГТД з осьовою прокачкою охолоджуючого повітря, з врахуванням впливу змінної густини охолоджувача і товщини полотна диска.

Основні наукові результати, які автор виносить на захист: методики і програми розрахунку середніх коефіцієнтів тепловіддачі диска в порожнині ротора ГТД з осьовою течією охолоджувача; експериментально одержані узагальнюючі залежності, що описують теплообмін в порожнинах роторів ГТД на стаціонарних та перехідних режимах; необхідність обліку сприйнятливості двигуна при дослідженні теплового стану деталів роторів ГТД, застосованих в ЕУ бурових платформ;обгрунтованність наукових положень, висновків та достовірність одержаних результатів.

Достовірність та обгрунтованість одержаних результатів забеспечується застосуванням високоточної вимірювальної апаратури, яка відповідає усім вимогам сучасного теплофізичного експерименту, оцінкою похибки вимірів та методикою експериментальних досліджень, використанням сучасних методів обчислювальної математики, хорошим збігом розрахункових залежностей і досвідних даних, а також порівнянням результатів даної роботи з результатами інших авторів.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень по темі дисертації доповідалися на Міжнародній конференції "Проблеми промислової теплотехніки", Міжнародній науково-практичній конференції "Регіональні проблеми енергозберігання у виробництві і споживанні енергії" (м.Київ, 1999 р.), Конгресах двигунобудівників України «Прогрес-Якість-Технологія» (Київ-Харків-Рибальське, 1997-1998 рр.), науково-технічних семінарах в ЗМКБ «Прогрес» (м.Запоріжжя, 1996 р.), наукових конференціях Севастопольського державного технічного університету (1994-1998 рр.), ЦКБ «Корал» (м.Севастополь, 1995-1998 рр.).

Публікації. По результатах виконаних досліджень опубліковано 13 наукових робіт, з них 4 статті, 2 тези докладів і 7 звітів про НІР.

Структура та обсяг роботи. Дисертація складається із вступу, чотирьох розділів, висновків, списка використаних джерел і додатків. Об'єм дисертації 158 сторінок, 24 малюнка, 4 таблиці, 128 найменувань, використаних джерел на 13 сторінках та 3 додатки на 18 сторінках.

У вступі обгрунтована актуальність теми дисертації, сформульовані мета та завдання дослідження, розкрита наукова новина і практична цінність одержаних результатів.

У першому розділі наведено обсяг теоретичних та експерементальних робіт по темі дисертації і сформульовані завдання досліджень. Аналіз літературних джерел в області вивчення межових умов теплообміну в порожнинах роторів ГТД показав, що на сучасному етапі розроблені основи вчення про теплообмін у полі масових сил, створені методи теплового і гідравлічного розрахунку систем повітряного охолодження турбокомпресорів, розроблені методики по експериментальним дослідженням. Однак, покращення техніко-економічних показників газотурбінних двигунів за рахунок підвищення робочого тіла висуває завдання розробки більш ефективних систем охолодження елементів ГТД. Тому необхідно подальше удосконалювання методів розрахунку теплового стану найбільш відповідальних деталів двигуна. При цьому найменш вивчено температурний стан дисків роторів ГТД дискобарабанної конструкції з осьовою течією охолоджуючого повітря на стаціонарних та перехідних режимах роботи двигуна.

Аналіз робіт, присвячених вивченню температурного стану дисків ГТД на змінних режимах роботи двигуна, показує, що таких досліджень надзвичайно мало. Фактично немає свідчень, дозволяючих здійснити розрахунки температурного стану деталі із змінною сприйнятливістю, а отже неможливо з достатньою точністю оцінити напружений стан і ресурс елементів ротора ГТД.

Другий розділ присвячений математичному формулюванню завдання теплообміну охолоджуючих дисків у порожнині ротора ГТД, особливістю якої є наявність вільної конвекції у полях масових сил і вимушеної течії. Математична модель будувалась на базі рівнянь, які описують рух в'язкої нестискуваної рідини, при допущені про вісесиметричності течії. Використуючи теорію подібності, система диференційних рівнянь, яка складається з рівнянь руху, нерозривності, енергії та теплообміна, приведена до безрозмірного вигляду. Встановлено, що визначаючими параметрами для розглядуваного випадку змішаної конвекції в умовах стаціонарного режиму являються числа Рейнольдса, Прандля і Грасгофа, а також величина і напрям теплового потоку і геометричні умови, в тому числі - розміри диска.

Для визначення математичного вигляду функціональної залежності, яка описує явища нестаціонарного теплообміну охолоджуваних дисків в порожнині ротора ГТД, приймалось, що перехідний процес складається із безкінечної кількості миттьових стаціонарних станів, послідовно в часу зміняючих один одного. В зв'язку з цим, закон змінення безрозмірного коефіцієнта тепловіддачі при нестаціонарному процесі може бути виражений через квазистаційне значення числа Нуссельта в початку або кінці перехідного режиму і числа Фурьє . Такий підхід дозволяє узагальнити з єдиної точки зору результати термометрування дисків при стаціонарних і перехідних режимах роботи ГТД.

В третьому розділі представлені результати експериментальних досліджень теплообміну диска ротора ГТД з осьовою течією охолоджуючого повітря при стаціонарних та перехідних режимах роботи двигуна. На експериментальному стенді, робоча ділянка якого являє собою модель двох ступенів ротора осьового компресора ВТ дискобарабанної конструкції (мал.1), проведено термометрування стальних дисків. Використовувалися диски з товщиною полотен 14,8 і 4 мм, з центральним отвором та розвиненою маточиною, характерною для дисків компресорів ГТД. Випробування проводились при постійних та змінних теплових навантаженнях, різних витратах охолоджувача і частотах обертання робочої ділянки.

При обробці дослідних даних диск, який розглядався як кільцеве ребро, умовно разбивався концентричними колами на п'ять розрахункових ділянок. При цьому термопари, які розміщуються на однаковій відстані від осі обертання диска, знаходились на середньому радіусі виділеної ділянки. Показання термопар, розміщених в перерізі на одному радіусі диска, осереднювались, і по їх значенням будувались графіки розподілу температур по радіусу диска. Для дисків, полотно яких складалося із двох половин (диски з товщиною полотна 14,8 мм), такі графіки отримані для передньої і задньої половин. За графіками визначалась температура на межі кожної ділянки і складалось рівняння теплового балансу, яке дозволяло розрахувати кількість теплоти, відданої або прийнятою боковими поверхнями диска шляхом конвекції.

Вимір температурних полів досліджуваних дисків показав, що температура по радіусу диска розподіляється від максимальної на периферії до мінимальної у районі маточини. Дослідами встановлено, що на ділянці диска всередині полотна вище, ніж на його поверхні, причому різниця температур зростає зі збільшенням радіусу, на якому проводиться вимір. Це вказує на те, що диск із зовнішної циліндрічної поверхні прогрівається завдяки теплопровідності і віддає тепло боковими поверхнями оточуючому його охолоджувачу шляхом конвекції. Тепловий потік на цій ділянці направлений від диска до охолоджуючого повітря. Біля обох поверхонь диска утворюються гарячі пристінні шари охолоджувача, які, не змішуючись з охолоджувачем в порожнині, стікають вздовж диска до осі обертання. Інтенсивність тепловіддачі на периферії диска настільки велика, що все тепло, підведене до диску шляхом теплопровідності, відбирається конвекцією. Тому на ділянці диск починає сприймати тепло від гарячого пристінного шару охолоджувача. Встановлено, що мала товщина полотна диска чинить суттєвий вплив на гідродинаміку і теплообмін передньої поверхні маточини диску через зменшення кількості тепла, яке передається тонким полотном по радіусу диска завдяки теплопровідності. Це, в свою чергу, зменшує здібність га-рячого пристінного шару охолоджувача переносити тепло та призводить до більш інтенсивного охолодження осьовим потоком маточиної частини диска. В дослідах при 4-міліметровій товщині полотна диску передня поверхня його маточини віддавала тепло охолоджувачу, в той час, як конусна частина і задня поверхня маточини сприймали тепло від стікаючого вздовж радіусу до осі обертання гарячого шару. Як показали досліди, це явище проявляється при товщині полотна диска від 8мм і менше. Обробка результатів експериментальних дослідів дозволила уточнити вид обгрунтованих залежностей, дозволяючих розрахувати числа Нуссельта по радіусу диска у стаціонарних умовах теплообміну. На ділянці

Як видно із залежності (1), вплив чисел Прандтля на тепловіддачу диска не виявлено, оскільки на периферії диска тільки починає формуватися гарячий пристінний шар охолоджувача. Для решти ділянок, де гарячий шар сформувався, розрахувати числа Нуссельта можливо по узагальнюючой залежності.

Залежності (1) і (2) справедливі для охолоджувачів, коли як охолоджувач використовуються повітря і вода. Використовування в якості охолоджувача води дозволяє одержати близькі до реальних величини окружних чисел Рейнольдса при суттєво більш низьких обертах робочої ділянки експериментального стенду, що збільшує надійність елементів останнього і підвищує точність вимірів.

В рівняннях (1) і (2) числа подоби розраховуються по формулах:

; ; ; ; ,

де - коефіцієнти тепловіддачі, теплопровідності, кінематичної в'язкості, температуропровідності і об'ємного розширення охолоджувача, які визначаються за температурою повітря на вході в робочу ділянку; - середньомасова осьова швидкість у кільцевому каналі, утворенному центральним отвором в маточині диска і валом ротора робочої ділянки; - еквівалентний діаметр канала; .- текучий радіус диска, центрального отвору і вала ротора; - найбільший радіус порожнини; - осьовий зазор між маточинами дисків; - осьовий зазор між дисками; - висота порожнини; - товщина полотна диску; - температурний напір між температурами поверхні диска та охолоджувача на вході в робочу ділянку.

Узагальнюючі залежності одержані в діапазоні змінення параметрів:

; ; ; ; ; ; ; .

Показник ступеню у рівнянні (1) і (2) визначається по формулі

Де

Коефіцієнт визначається так , де

Числові значення коефіцієнта і показників ступеню , і із залежностей (1) і (2) приведені у таблиці 1.

Таблиця 1. Числові значення коефіцієнта і показників ступеня , и

Поверхня диску

Ділянка диску

С

n

k

m

Для обох поверхонь диска

5,2310-3

0,25

8,86

Для обох поверхонь диска

3,2610-3

0,25

6,3

Передня

1,7910-6

0,11

-8,04

Задня

1,510-6

0,11

-8,4

Передня

1,3210-3

0,11

-1,32

Задня

6,5410-4

0,11

-2,2

Передня

1,3210-3

0,11

-1,32

Задня

6,5410-4

0,11

-2,2

Примітка:

На ділянці диск віддає тепло охолоджувачу.

На ділянці диск сприймає тепло від охолоджувача.

В дисках з товщиною полотна менше 8 мм на ділянці маточина передньою поверхнею знову віддає тепло охолоджувачу.

При використанні у якості охолоджувача води в (1) і (2) показник ступеню при приймає постійне значення, рівне 1.12. В (1) показник ступеню при розраховувається по формулі для діапазону .

За обумовлену температуру прийнята температура охолоджувача на вході в робочу дільницю, за характерний лінійний розмір - поточний радіус диска.

У дослідах узагальнювалась температура поверхні на середніх радіусах (i=5) розрахункових ділянок. Зміна температури поверхні по радіусу диска визначалась для кожної ділянки диска по інтерполяційним залежностям.

Встановлено, що на ділянці, де диск віддає тепло охолоджувачу, інтенсивність тепловіддачі на задній поверхні диска знижується до 2% в порівнянні з тепловіддачею на його передній поверхні. Це значення пояснюється зростанням (від порожнини до порожнини) середньої температури охолоджувача по течії осьового потока (витікаючий з порожнини гарячий охолоджувач частково змішується з більш холодним охолоджувачем осьового потоку і підігріває його). На ділянці, де диск сприймає тепло від стікаючого гарячого пристінного шару охолоджувача, інтенсивність теплосприйняття задньої поверхні диску збільшується із зменшенням радіусу, оскільки знижується відвід теплоти від гарячого шару до більш нагрітого охолоджувача, яким заповнена порожнина. Досліди показали, що тепловіддача на задній поверхні диска з товщиною полотна 8 мм при приблизно в 1,5 разів перевищує тепловіддачу на передній поверхні диску.

Тепловіддача на внутрішній циліндричній поверхні маточини диска може в кілька разів перевищувати тепловіддачу на периферії диска. Розрахунок чисел Нуссельта на торцовій поверхні маточини дисків з товщиною полотна від 4 до 8 мм при охолодженні порожнини ротора повітрям може бути зроблений по наступній залежності

де показники ступеню і визначаються по рівнянням

,

, - відповідно 14 і 8- міліметрова товщина диску.

Дослідження із стальними дисками, маючими відмінну товщину полотна, показали, що товщина полотна диска не чинить помітного впливу на інтенсивність тепловіддачі циліндричних поверхонь проставочних кілець у обертаючійся порожнині з осьовою течією охолоджувача. При заміні теплоізольованого диска стальним теплообмін диску в порожнині ротора інтенсифікує тепловіддачу циліндричних поверхонь у 1,5-2 раза, за рахунок «відсмокту» гарячого пристінного шару у циліндричних проставках, так як стальний диск, відбуваючи витоком, сприяє витіканню гарячого шару із порожнини.

Тепловіддача диска на перехідних режимах роботи двигуна досліджувалась на робочій ділянці експериментального стенду (див.мал.1) в умовах прогріву та охолодження при товщині полотна дисків 14,8 і 4мм. Сприйнятливість двигуна моделювалась на стенді часом, з перебігом якого змінювалась потужність електронагрівачів. В дослідах цей час складав 3,5,7,10,15 і 20 секунд. Теплове навантаження збільшувалось від 1,5 до 5 разів.

Реєстрація температури на перехідних режимах здійснювалась вимірювальним багатоканальним перетворювачем, який перетворював вихідні аналогові електричні сигнали датчиків температури а також сигнали напруги та сили постійного струму в кодований електричний сигнал, який подається на ЕОМ, максимальна швидкість опитування - 20 каналів у секунду. Дослідження виконані з декількома постійними витратами охолоджуючого повітря -0,01 і 6,5·10?? м/с. Це зв'язано з тим, що в газотурбінних двигунах тривалість перехідного режиму, в перебігу якого змінюється витрата охолоджувача, складає від 3 до 20 секунд, що незмірно мало в порівнянні з тривалістю прогріву-охолодження дисків роторів, яке, як показали досліди, складає при роботі з повітрям 9-15 хвилин.

Показання термопар виводились на друк з інтервалом 1,8 секунд. Побудовані графіки розподілу температури по радіусу диска. На серед-ньому радіусі кожної ділянки з обох поверхонь диску визначались числа Нуссельта. За результатами розрахунків, виконаних за допомогою ЕОМ, для середнього радіуса кожної ділянки диска і внутрішньої циліндричної поверхні маточини будувалися залежності у режимах прогріву та охолодження.

На мал.2 такі залежності представлені для режиму прогріву при різних співвідношеннях зміни теплового навантаження. Запроваджені обозначення: -нестаціонарні числа Нуссельта, розраховані за дослідними даними з визначеними інтервалами часу, - числа Нуссельта, розраховані при стаціонарному режимі при мінімальному тепловому навантаженні. Залежності одержані для середніх радіусів I, II, IV і V розрахункових ділянок. На третій ділянці через зміну напрямку конвективного теплового потоку числа Нуссельта по абсолютній величині змінюються у вузькому діапазоні (від +10 до 0 і від 0 до -10), що збільшує похибку та утруднює математичний опис тепловіддачі.

Залежності будувались при однакових відношеннях , розрахованих при стаціонарних умовах початку і кінця перехідного режиму. Це дозволило узагальнити результати дослідів з дисками різної товщини.

Представлені закономірності зміни тепловіддачі на середніх радіусах розрахункових ділянок диска при нестаціонарному режимі описувались математично. Потім були одержані залежності для розрахунку чисел Нуссельта на поточному радіусі диску з їх подальшою реалізацією на ЕОМ.

Експериментально встановлено, що в процесі охолодження (на відміну від прогріву двигуна) інтенсивність теплообміну знижується, оскільки при скиданні теплового навантаження зменшуються теплові потоки. Отже, знижується швидкість циркуляції охолоджувача в порожнині, що в свою чергу приводить до збільшення часу встановлення стаціонарного режиму у процесі охолодження.

Встановлено, що сприйнятливість двигуна чинить вплив на закономірність процесів прогріву-охолодження диску тільки в тій частині, де диск віддає тепло охолоджувачу. В маточиній частині вплив сприйнятливості двигуна на тепловіддачу не виявлений в зв'язку з великою інертністю процеса теплообміну між диском та гарячим стікаючим шаром охолоджувача.

В четвертому розділі вироблена оцінка похибки експерименту і узагальнюючих залежностей, апроксимуючих дослідні дані. Приведені розрахунки систематичних та випадкових помилок при дослідженні тепловіддачі диска в порожнині, яка обертається, з осьовою течією охолоджувача на стаціонарних і нестаціонарних режимах теплообміну.

З метою оцінки похибки узагальнення дослідних даних проведений регресивний аналіз. Уточнення показників ступеня при множниках, які входять в узагальнюючі залежності, вироблено з використанням методу найменших квадратів. Відхилення дослідних крапок від апроксимуючої їх функції лежить у межах похибки експерименту. Повна максимальна похибка визначення середніх чисел Нуссельта у стаціонарних умовах складає не більш, як 6%. При визначенні чисел Нуссельта у нестаціонарних умовах вносяться додаткові похибки (в порівнянні зі стаціонарними умовами), зв'язані з виміром величин, які змінюються в часі, а також із зміною теплового навантаження. На змінних режимах одержані залежності (з точністю від 10 до 15%) сповна відповідають результатам проведених експериментів.

1. З метою підвищення точності розрахунка теплообміну у обертаючої порожнині ротора ГТД ЕУ морських бурових платформ проведені експериментальні дослідження закономірностей тепловіддачі дисків роторів з осьовою течією охолоджуваного повітря при стаціонарних і перехідних режимах роботи двигунів із змінною сприйнятливістю.

2. Вперше надана оцінка сприйнятливості двигуна на тепловіддачу дисків при перехідних режимах. Встановлено, що сприйнятливість чинить суттєвий вплив на процес прогріву-охолодження на периферії диска. При цьому за час сприйнятливості тепловіддача змінюється пропорціонально зміні теплового потоку ( без будь-яких відхилень в той чи інший бік).

3. Експериментально доведена необхідність обліку впливу товщини полотна диска на його тепловіддачу у порожнині ротора ГТД. Встановлено, що оскільки тонке полотно передає тепло шляхом теплопровідності на меншу відстань, то і швидкість стікання гарячого пристінного шару вздовж диска зменшується, що приводить до більш інтенсивного охолодження з переднього боку маточиної частини диску.

4. Встановлені закономірності тепловіддачі на поточному радіусі диска для перехідних режимів роботи двигунів з відмінною сприйнятливістю.

5. Розроблені програми розрахунку середніх коефіцієнтів тепловіддачі з передньої і задньої поверхонь диска у порожнині ротора ГТД диско-барабанної конструкції ( з осьовою течією охолоджуючого повітря в режимах прогріву і охолодження двигунів з різною сприйнятливістю).

6. Задовільний збіг розрахункових та експериментальних результатів дозволяє рекомендувати запропоновану методику узагальнення дослідних даних для практичного використання. Експериментально обгрунтовані залежності можливо використати для розрахунку нестаціонарного теплообміну дисків ротора газотурбінних двигунів, що особисто важливо для оцінки їх теплонапруженого стану з урахуванням сприйнятливості двигуна.

7. Методики і результати розрахунку теплового стану дисків роторів ГТД на стаціонарних та перехідних режимах роботи двигуна передані для практичного використання в ЦКБ «Корал», ЗМКБ «Прогрес» (Україна), ЦІАМ ім. П. І. Баранова (Росія).

Одержані результати дозволяють у стадії проектування керувати температурним полем елементів ротора ГТД, доводячи до мінімума температурні градієнти в охолоджуваних дисках ротора двигуна; тим самим, забеспечується необхідна конструктивна міцність та ресурс їх роботи в умовах свердлення нафтових і газових свердловин. Таким чином, досягнуто рішення актуального науково-технічного завдання, зв'язаного з підвищенням ресурса ГТД ЕУ морських бурових платформ.

Література

1. Тверская С.Е. Экспериментальное исследование граничных условий теплообмена в роторах ГТД энергетических установок стационарных буровых платформ // Вестник СевГТУ: Механика, энергетика, экология. - 1997. - Вып.6.-С.71-74.

2. Салов Н.Н., Вовк А.И., Тверская С.Е. Исследование влияния толщины полотна диска на теплообмен в полости ГТД с осевым течением охладителя // Изв. вузов. Авиационная техника.-1997.-№4.-С.71-76.

3. Салов Н.Н., Вовк А.И., Калинин С.А., Тверская С.Е. Исследование теплооотдачи цилиндрических поверхностей проставочных колец в полости дискобарабанного ротора ГТД // Изв. Вузов. Авиационная техника.-1997.-№3.-С.75-78.

4. Тверская С.Е. Экспериментальное исследование теплоотдачи деталей ротора ГТД с осевым течением охладителя на стационарных и переходных режимах работы двигателей с различной приемистостью // Материалы Второго конгресса двигателестроителей Украины с иностранным участием: Прогресс-Качество-Технология, Киев-Харьков-Рыбачье.-22-25 сентября 1997.-С.256-257.

5. Тверская С.Е. , Салов Н.Н. Экспериментальное исследование теплообмена в полостях роторов осевых компрессоров со ступенчатым расположением дисков // Авиационно-космическая техника и технология: Сборник научных трудов.- Харьков: ХАИ.- Вып. 5 (тематический), 1998.- С.562.

6. Салов Н.Н., Тверская С.Е. К обобщению экспериментальных исследований теплообмена дисков роторов осевых компрессоров ГТД // Тез. докл. Международной научно-практической конференции "Региональные проблемы энергосбережения в производстве и потреблении энергии", Киев.- 25-29 октября 1999.- С. 175.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Розробка пристроїв для зменшення радіальної нерівномірності температурних полів у дисках роторів авіаційних газотурбінних двигунів дискобарабанної конструкції за допомогою застосування пристроїв, що використовують динамічний напір осьового потоку повітря.

    автореферат [2,4 M], добавлен 11.04.2009

  • Методи підвищення продуктивності пластів, способи ізоляції і обмеження притоків пластових вод у свердловини. Аналіз конструкцій мобільних бурових установок для підземного ремонту свердловин. Експлуатаційна характеристика гвинтового вибійного двигуна.

    дипломная работа [1,7 M], добавлен 15.09.2013

  • Організація робочого місця електромонтажника. Призначення, улаштування, принцип дії синхронних машин. Вимірювальні, контрольні інструменти та матеріали, що застосовуються при обслуговуванні синхронних двигунів. Техніка безпеки при виконанні роботи.

    курсовая работа [105,2 K], добавлен 25.01.2011

  • Умови роботи бурових лебідок і причини виходу з ладу вузлів і деталей. Чотири види тертя поверхонь. Планування техогляду та ремонту бурових лебідок. Порядок здавання лебідок в ремонт та їх розбирання. Дефектування деталей і складання дефектної відомості.

    реферат [21,3 K], добавлен 20.02.2009

  • Загальна характеристика секційних печей. Обґрунтування вибору методу математичного моделювання. Розрахунок горіння палива, теплообміну у робочому просторі, нагріву металлу. Алгоритм розрахунку теплового балансу і визначення витрати палива по зонах печі.

    дипломная работа [1,1 M], добавлен 20.05.2015

  • Принцип дії аварійного дроселя. Технологічний процес випробування турбіни та вимоги до установки. Підготовка стенду для випробування авіаційних турбін. Економічний розрахунок собівартості процесу випробування. Система захисту, блокування та автоматики.

    дипломная работа [361,8 K], добавлен 30.06.2011

  • Практичний розрахунок складу робочого палива, коефіцієнта надлишку повітря в топці, об'ємів продуктів згорання (теоретичного і дійсного), ентальпії відхідних газів, тягодуттьової установки та поверхні теплообміну конвективних елементів парогенератора.

    контрольная работа [157,1 K], добавлен 18.01.2010

  • Дослідження високотемпературного окислення і масотеплообміну металевих дротиків та часток з урахуванням випаровування оксидної плівки, конвекції та стефанівської течії на їх поверхні. Складання математичної моделі теплообміну вольфрамового провідника.

    реферат [191,3 K], добавлен 10.07.2010

  • Монтаж холодильных установок: оборудования со встроенными герметическими машинами, малых установок с вынесенными агрегатами, установок средней и большой производительности. Техника безопасной работы при обслуживании и эксплуатации холодильных установок.

    курсовая работа [228,7 K], добавлен 05.11.2009

  • Проектування газотурбінної установки закритого типу з регенерацією теплоти. Параметри робочого тіла у характерних точках циклу. Енергетичні та економічні характеристики циклів. Визначення площі теплообміну регенератора та величини переданої теплоти.

    курсовая работа [350,0 K], добавлен 12.12.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.