Способ определения коэффициентов теплоотдачи от газа к лопатке

Авторы патента:

F02C3/26 - когда горючее и окислитель находятся в твердом или пылевидном состоянии, например в виде суспензий или взвесей

Цель изобретения - повышение точности и упрощение процесса определения местного коэффициента теплоотдачи от газа к лопатке. Это достигается тем, что производят продувку полой лопатки, разделенной теплоизолирующими перегородками 11 на ряд участков. При гармоническом изменении температуры газа измеряют термопарами 12 изменение температуры лопатки по времени, а местные коэффициенты теплоотдачи определяют по соотношению а GCa) -Ж Ff()-i где G, С - масса и теплоемкость участка 2тг лопатки; со -ткруговая частота гармонического изменения температуры газа; Т - период гармонического изменения температуры газа; Atr - удвоенная амплитуда изменения температуры газа; Atn -удвоенная амплитуда изменения температуры участка лопатки; F - поверхность участка лопатки. 3 ил. in

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 02 С 3/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ОСА авЂ”

-Г (жг )2 1

1 (21) 4692571/06 (22) 16.05,89 (46) 07,10,91. Бюл. N. 37 (71) Университет дружбы народов им. Патриса Лумумбы (72) И.А.Барский и Г.В.Орлова (53) 621.182.26 (088,8) (56) Голубева О.И, К определению температурного поля лопаток газовых турбин, M.:

Труды ЦИАМ, N 129, 1967, с. 83. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТЕПЛООТДАЧИ ОТ ГАЗА К ЛОПАТКЕ (57) Цель изобретения вЂ” повышение точности и упрощение процесса определения местногО коэффициента теплоотдачи от газа к лопатке. Это достигается тем, что производят продувку полой лопатки, разделенной теплоизолирующими перегородками 11 на,„,!Ж„„1682614 А1 ряд участков. При гармоническом изменении температуры газа измеряюттермопарами 12 изменение температуры лопатки по времени, а местные коэффициенты теплоотдачи определяют по соотношению где G, С вЂ” масса и теплоемкость участка

=2 лопатки; м = -т- вЂ” круговая частота гармонического изменения температуры газа; ТвЂ” период гармонического изменения температуры газа; At вЂ” удвоенная амплитуда изменения температуры газа; At вЂ” удвоенная амплитуда изменения температуры участка лопатки; F вЂ” поверхность участка лопатки. 3 ил.

1682614

Изобретение относится к газотурбиностроению, более конкретно к охлаждаемым лопаткам газовых турбин, Цель изобретения вЂ” повышение точности и упрощение процесса определения ме- 5 стных коэффициентов теплоотдачи от газа к лопатке, На фиг. 1 показана схема устройства для осуществления способа; на фиг, 2 вЂ” схема расположения на лопатке термопар и 10 теплоизолирующих перегородок; на фиг. 3вЂ” диаграммы изменения температуры воздуха и лопатки во времени, Устройство для осуществления способа содержит компрессор 1, связанный трубоп- 15 роводом 2 с камерой 3 сгорания, снабженной форсункой 4. Топливная магистраль 5 связана с форсункой через регулируемый кран 6. Выход из камеры сгорания соединен трубопроводом 7 с установкой для продувки 20 лопаток, состоящей из корпуса 8, направляющих лопаток 9 и испытуемых лопаток 10, Тонкостенная полая лопатка 10 состоит из участков, разделенных теплоизолирующими перегородками 11, К поверхности каждо- 25

ro участка приведены горячие спаи термопар 12, соединенных с осциллографом 13, Термопара 14, установленная на входе в направляющие лопатки, также соединена с осциллографом. Выход 15 газа из 30 корпуса 8 соединен с атмосферой, Способ реализуется следующим образом, .

С помощью крана 6 при постоянном расходе воздуха через компрессор 1 изме- 35 няется подача топлива так, чтобы температура газа на входе в направляющие лопатки

9, измеряемая термопарой 14, изменялась по гармоническому закону с круговой частотой u> . Через некоторый промежуток вре- 40 мени, когда установится регулярный режим колебания температуры лопаток, производят запись осциллографом температур каждого из участков лопаток, измеряемых термопарами 12, Затем вычисляют местный 45 коэффициент теплоотдачи каждого участка лопаток посоотношению

6Св

Fy (Ж л где G, С вЂ” масса и теплоемкость участка лопатки, 2z

N = --)- вЂ” круговая часто га гармониче55 ского изменения температуры газа;

Т вЂ” период гармонического изменения температуры газа:

Л1, вЂ” удвоенная амплитуда изменения температуры газа;

ht вЂ” удвоенная амплитуда изменения температуры участка лопаток.

Существо изобретения заключается в следующем.

При гармоническом изменении температуры газа по закону

tr = tr.ср + Ь г/2SIA (й) Х вЂ” Л/ 2 ) (1) температура лопатки при установившемся колебательном процессе изменяется по закону

htл (2) 1+а7т

t <> +тгг

Затем t .ep =

2 средняя температура газа в цикле;

Ж = туг вЂ” tr1 вЂ” размах (удвоенная температура) колебания температуры газа, т,1 и тгг вЂ” минимальнаЯ и максимальнаЯ температура газа;

Atn = tn2 вЂ” Сл1 вЂ” РаЗМаХ КОЛЕбаНИЯ ТЕМПЕратуры лопатки;

1л1 И тлг вЂ” МИНИМаЛЬНаЯ И МаКСИМаЛЬНаЯ температуры лопатки, т- время, Лопатка или ее участок является инерционным звеном первого порядка с постоянной времени где F вЂ” поверхность участка лопатки, а вЂ” местный коэффициент теплоотдачи от газа к лопатке.

Из формул (2) и (3) следует, что местный коэффициент теплоотдачи равен

6Св (4) (- -)

Таким образом, измерив размах колебаний температур газа и исследуемого участка лопатки и зная массу и поверхность этого участка, по формуле (4) можно вычислить местный коэффициент теплоотдачи.

Уравнение (2) получено из условия, что температура лопатки постоянна по ее толщине и длине профиля, Для того, чтобы зто уравнение выполнялось, необходимо, вопервых, чтобы толщина лопатки была бы минимальна, Опыты и расчеты показывают, что при полых лопатках с толщиной стенок, равной 0,5-17, от хорды лопатки, изменение температуры по толщине лопатки практически отсутствует. Во-вторых, чтобы исключить влияние продольной теплопро1682614

F7/(Ж )2 1

Формула изобретения

Способ определения коэффициентов теплоотдачи от газа к лопатке газовой турбины на установке для продувки лопаток горячим воздухом путем измерения температуры воздуха и температуры поверхности лопатки и вычисления по измереннь|м значениям коэффициентов теплоотдачи, о т л и25 8

6uz. f

Г,с

Составитель А. Зосимов

Техред М.Моргентал Корректор Т. Палий

Редактор Е. Савина

Заказ 3394 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 воднос.:и и изменения температуры лопатки по длине профиля (от входной к выходной кромке), профиль лопатки следует разбить на несколько участков, в пределах которых температуру лопатки можно считать постоянной. Лопатку целесообразно разбить на

4-8 участков. Во избежание выравнивания температур за счет продольной теплопроводности каждый участок следует теплоизолировать от другого специальными вставками. Исходя из сказанного, целесообразно профиль лопаток изготавливать из металла с высокой теплопроводностью (медь, алюминий), а участки лопаток отделять друг от друга материалом с малой теплопроводностью (керамика, пластмасса). ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения процесса определения местных коэффициентов теплоотдачи, дополнительно измеряют по гармоническо5 му закону температуру воздуха, обдувающего лопатку, по измеренным значениям температур воздуха и поверхности лопатки определяют амплитуды изменения этих температур, а местные коэффициенты теп10 лоотдачи вычисляют по соотношению

15 где G, С, F вЂ” масса, теплоемкость и площадь поверхности того участка лопатки, для которого определяют местный коэффициент теплоотдачи; а вЂ” круговая частота гармонического

20 изменения температуры газа;

Лт вЂ” удвоенная амплитуда изменениятемпературы воздуха; n вЂ” удвоенная амплитуда изменения температуры поверхности участка лопатки,

Способ определения коэффициентов теплоотдачи от газа к лопатке

Силовая установка с газовой турбиной, работающей на продуктах горения твердого топлива // 74295

Способ эксплуатации комбинированной электростанции (варианты) и устройство для осуществления эксплуатации комбинированной электростанции // 2109970

Способ сжигания угля и устройство для его реализации // 2327889

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для преобразования тепломеханической энергии в электрическую, как двигатель на транспорте и т.п

Газотурбинный двигатель // 1795136

Способ и устройство для подачи порошкообразного топлива в камеру сгорания газотурбинного двигателя открытого цикла // 2477378

Изобретение относится к способу и устройству для подачи порошкообразного топлива в камеру сгорания газотурбинного двигателя открытого цикла для быстрого, безопасного и эффективного сжигания этого топлива с целью генерирования электроэнергии, в частности к новым способу и устройству, предусматривающим использование винтового питателя закрытого типа

Твердотопливная газотурбинная установка // 2545113

Изобретение относится к энергетике. Твердотопливная газотурбинная установка, содержащая компрессор, турбину, полезную нагрузку, расположенные на одном валу, твердотопливную камеру сгорания, выполненную в виде последовательно установленных газификатора, дожигателя и смесителя, и теплообменник. Компрессор выполнен с входом атмосферного воздуха и выходом, соединенным с входом холодного контура теплообменника. Выход холодного контура теплообменника соединен с входом турбины, выход турбины связан с линией подачи воздуха в камеру сгорания, выполненной в виде трех трубопроводов с дросселями, установленными в трубопроводах подачи воздуха в смеситель и дожигатель. Установка дросселей в трубопроводах подачи воздуха в смеситель и дожигатель определяет минимальные гидравлические потери через газификатор и тем самым обеспечивает максимальный КПД установки. Изобретение позволяет снизить потери по тракту газотурбинной установки, исключает абразивный износ проточной части установки и повышает КПД установки в целом. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Установка для производства энергии на твердом топливе // 2593866

Предлагаемое изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к устройствам получения тепловой и электрической энергии путем сжигания твердого углеродсодержащего топлива и может быть использовано для преобразования тепловой энергии в механическую или электрическую энергию, в стационарных и передвижных теплоэлектростанциях, а также в транспортных средствах. Установка для производства энергии на твердом топливе содержит блок помола твердого углеродсодержащего топлива, камеру сгорания с блоком инициализации горения в ней, средство подачи микро-нанокомпозитной смеси помола твердого углеродсодержащего топлива с водой в камеру сгорания и дымосос с трубой. Средство подачи микро-нанокомпозитной смеси помола твердого углеродсодержащего топлива с водой в камеру сгорания выполнено в виде дозатора, а последняя ступень блока помола твердого углеродсодержащего топлива выполнена в виде кавитационного диспергатора, выход которого соединен с входом накопителя микро-нанокомпозитной смеси помола твердого углеродсодержащего топлива с водой, а камера сгорания выполнена в виде капельной печи, вход подачи в нее капель микро-нанокомпозитной смеси помола твердого углеродсодержащего топлива с водой соединен через дозатор с выходом накопителя, а выход ее соединен с входом средства преобразования тепловой энергии капельной печи в электрическую и/или механическую энергию, выход которого соединен с дымососом. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности, эффективности работы за счет снижения износа деталей установки и снижения затрат на подготовку топлива. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Установка для производства энергии на твердом топливе // 2631851

Изобретение относится к области теплоэнергетики. Установка для производства энергии на твердом топливе включает блок помола твердых углеродосодержащих топлив и/или отходов, средство преобразования тепловой энергии газового потока в электрическую энергию, вход которого соединен с выходом камеры сгорания, первый вход которой соединен с выходом блока инициализации горения в ней, а второй вход соединен с выходом средства подачи микро-нанокомпозитной смеси помола твердых углеродосодержащих топлива и/или отходов с водой в камеру сгорания, котел-утилизатор тепла с установленным внутри него парогенератором и дымосос с трубой. При этом выход средства преобразования тепловой энергии газового потока в электрическую энергию соединен с входом котла-утилизатора тепла, выход которого соединен с входом дымососа, а выход парогенератора соединен с входом блока инициализации горения. Средство подачи микро-нанокомпозитной смеси помола твердых углеродосодержащих топлива и/или отходов с водой в камеру сгорания выполнено виде дозатора, выполненного с возможностью впрыскивания смеси помола твердых углеродосодержащих топлива и/или отходов с водой в камеру сгорания виде аэрозоля, а последняя ступень блока помола твердых углеродосодержащих топлива и/или отходов выполнена в виде кавитационного диспергатора, выход которого соединен с входом накопителя микро-нанокомпозитной смеси помола твердых углеродосодержащих топлива и/или отходов с водой, при этом камера сгорания через дозатор соединена с выходом накопителя. Средство преобразования тепловой энергии газового потока в электрическую энергию выполнено в виде двигателя с внешним подводом тепла, вход горячей камеры которого соединен с выходом камеры сгорания, выход горячей камеры - с входом котла-утилизатора тепла, а привод двигателя - с электрогенератором, питающим блок помола и нагрузку потребителя электрической энергии. Изобретение позволяет повысить надежность и эффективность работы установки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.