Охлаждение деталей турбины
Нагрев деталей сопровождается ухудшением механических свойств материала. Допустимая температура газов перед турбиной ограничивается прочностью сопловых и рабочих лопаток турбины. Для поддержания необходимой надежности узлов газовой турбины при работе в высокотемпературном газовом потоке предусмотрено охлаждение турбины.
Цели охлаждения:
– поддержание температуры деталей в пределах, обеспечивающих их длительную механическую прочность, то есть повышение ресурса двигателя;
– выравнивание температуры деталей по объему для уменьшения термических напряжений;
– возможность применения менее жаропрочных, а значит более дешевых материалов;
– уменьшение радиальных зазоров (рис. 21) между рабочими лопатками и корпусом турбины, что приводит к повышению эффективности рабочего процесса.
Охлаждаемые узлы турбины:
– сопловые лопатки;
– замки рабочих лопаток;
– диски турбин;
– корпуса опор ротора.
Охлаждение осуществляется внешним обдувом деталей турбины вторичным потоком воздуха из рубашки охлаждения камеры сгорания (температура этого воздуха примерно 500 0С).
Рис. 21. Изменение радиального зазора на рабочих лопатках турбины
Помимо внешнего охлаждения (обдува) используется и внутреннее охлаждение, то есть циркуляция охлаждающего воздуха внутри пустотелых сопловых и рабочих лопаток. Технология изготовления таких лопаток намного сложнее поэтому их стоимость соответственно выше.