Dispositivo aerodinámico
Descripción general
 Proporcionar dispositivos planos aerodinámicos disponible de aire de refrigeración comprimido con mayor eficacia. ] Hollow deflector de choque 38 incluye un tabique 60, el tabique de manera que definen un colector frontal 62 y el colector posterior 64, con extiende entre la parte inferior 54 y la parte superior 52 del deflector, el extremo frontal 48 Y la parte trasera 50. El deflector incluye una entrada 56, la entrada, la porción delantera 56a de la primera porción 36a es guiado al colector frontal del aire comprimido 36, a fin de obtener una presión más baja en el colector trasero en comparación con la alta presión del colector de frente, la segunda porción 36b del aire comprimido en el colector trasero y una porción 56b trasera para guiar a una caída de presión predeterminada. El deflector incluye un choque orificios 58, orificios de choque expulsa aire comprimido contra la superficie interior 40 de la superficie aerodinámica 12 que rodea el deflector, para refrigeración por choque de la superficie de sustentación.
Campo técnico
La presente invención se refiere en general a motores de turbina de gas, y más particularmente a superficies de sustentación de pinzamiento de refrigeración dentro de un motor de turbina de gas.
Antecedentes de la técnica
motor de turbina de gas incluye un compresor para suministrar aire comprimido. El aire comprimido se mezcla con combustible en la cámara de combustión, el gas de combustión generado se enciende, los gases de combustión generados potencia fluye a través de la turbina. Turbina incluye una sola etapa o múltiples etapas, cada etapa incluye una pluralidad de palas de rotor que están espaciadas circunferencialmente. Estas palas de rotor se extiende desde el disco, mientras que el disco está conectado al eje para transmitir la potencia, por ejemplo un compresor. Aguas arriba del rotor etapas de cuchilla están dispuestas boquilla de turbina, una boquilla de turbina incluye una pluralidad de paletas de estator que están espaciadas circunferencialmente. Estas paletas de estator están correctamente guiados en las palas del rotor a la del gas de combustión correspondiente.
Las cuchillas de paletas de estator y el rotor, de modo que se obtenga una suficiente vida útil incluso bajo adversa los gases de combustión calientes, se enfrían de una manera convencional utilizando una parte del aire comprimido. Dependiendo de la temperatura de diseño de la cámara de combustión de gas de combustión se genera, varios métodos de enfriamiento para enfriar eficazmente las paletas y se utilizan cuchillas. Tal método de refrigeración, se conocen Kimaku (película) enfriar el enfriamiento de película es proporcionada por una pluralidad de orificios de refrigeración de película a través de la superficie de sustentación de las paletas y cuchillas, aire comprimido, de perfil aerodinámico a través de ser guiada a través del orificio hacia el exterior, una capa de aire de refrigeración de película se forma a lo largo de la superficie exterior de la superficie aerodinámica, esta capa sirve como una barrera contra el gas de combustión que fluye en la superficie exterior de la superficie aerodinámica. El borde de ataque de la superficie aerodinámica, ya que según el coeficiente de transferencia de calor más alto se experimenta típicamente el flujo de calor más alto dentro de la superficie de sustentación, por lo tanto, con el fin de enfriar de manera efectiva, correspondientemente grande cantidad del borde de ataque de la superficie aerodinámica Es necesario transferir el calor de. Puesto que la corriente abajo del borde de ataque del flujo de calor de superficie aerodinámica se reduce, se reduce en requiere la transferencia de calor para enfriar eficazmente la parte.
En otro método de enfriamiento, deflector de choque hueco convencional dentro de la superficie de sustentación, y está separada de la superficie interior del mismo. Baffle, la superficie interior de la colisión alcanzó un flujo de chorro de colisión del aire de refrigeración contra la superficie interior de la superficie aerodinámica (impingement) incluye orificios de choque de tamaño adecuado para proporcionar refrigeración. aire Collision utilizar desde la superficie de sustentación después de esto, o se descarga a través de los orificios de refrigeración de película que se extienden a través de la superficie de sustentación o, por ejemplo, se descarga a través de una aberturas borde de salida convencionales.
Una vez más, por ejemplo, en comparación con la región de baja flujo de calor cerca de la cuerda media del perfil aerodinámico, la región de borde de ataque de alto flujo de calor se requiere cantidad máxima de enfriamiento o de transferencia de calor. De conformidad con dicha convención transferencia de calor, se puede obtener mediante el uso de refrigeración por choque o de enfriamiento de película, o ambos de enfriamiento. Sin embargo, cuando el suministro de aire de refrigeración de una sola presión de alimentación en la superficie de sustentación hueco, menos en total de flujo de aire, y una refrigeración adecuada de la región de borde de ataque de alto flujo de calor, flujo de calor bajo que se extiende aguas abajo de la región de borde de ataque es difícil lograr el ala intermedia y enfriamiento uniforme de la zona de cadena al mismo tiempo.
Por ejemplo, la refrigeración por choque, para adaptarse al área del flujo de calor más alto en el borde de ataque, con el fin de conducir la colisión relacionados con aire de refrigeración a la superficie interna de perfil aerodinámico a través de orificios de choque, la comparación predeterminada entre ambos lados del deflector de choque La relación de alta presión es necesaria. Relación de presión entre los dos lados del deflector, ya que está determinada por la presión de alimentación en el interior del deflector para la descarga de la presión en el exterior del deflector, la presión alta de carga individual requiere en la zona de alto flujo de calor para la región del flujo de calor de baja Es la presión que debe ser aceptada.
Más en particular, el enfriamiento de chorro de choque, densidad de poros (Holden City), es decir, el número de agujeros por unidad de área, que es una función de la relación de presión de conducción a través de la temperatura del metal promedio específico afecta agujero en perfil aerodinámico. La mayoría de la refrigeración del chorro de colisión ocurre directamente debajo de los orificios de choque, el enfriamiento en el centro del agujero que es adyacente es muy poco. De acuerdo con ello, el enfriamiento de chorro de choque, provoca una variación local de la temperatura de superficie aerodinámica patrón a aproximadamente sinusoidal entre los chorros sucesivos, por lo tanto, la temperatura es la temperatura media. Dicha variación se denomina como puntos calientes asociados con los orificios de choque y entre los orificios de choque de una superficie de sustentación (puntos calientes) y los puntos fríos (puntos fríos).
En el diseño de un enfriamiento eficaz de la superficie de sustentación, con el fin de obtener la temperatura media deseada, debe ser lo más pequeña posible una diferencia de temperatura entre el punto caliente y puntos fríos. Debido a que los puntos calientes y puntos fríos se debe a que el acortamiento de la vida útil efectiva de la superficie de sustentación. Al aumentar la densidad de orificios, la temperatura media del metal, es posible reducir tanto la diferencia de temperatura entre el punto caliente y puntos fríos, que fluye a través del aumento de área aumenta flujo agregado en la densidad de los agujeros Esto es a cambio de un aumento en el flujo total de aire de enfriamiento.
Sin embargo, el aire del compresor se utiliza para enfriar las superficies de sustentación se usan para propósitos de enfriamiento, que no participa en la combustión con generación de energía, lo que inevitablemente disminuye la eficiencia general del motor de turbina de gas. Así, en el modo de refrigeración normal, utilizando los agujeros de aire de refrigeración más pequeño posible en un intervalo práctico, sin causar grandes fluctuaciones de temperatura inadmisibles entre los orificios de refrigeración, y la cantidad necesaria de aire de refrigeración a un mínimo, sin embargo, de perfil aerodinámico Para lograr un enfriamiento promedio efectivo.
relación de presión predeterminada de pinzamiento del deflector se aplica a, cuando se proporciona el aire comprimido de la presión de alimentación común en el interior del deflector, poro densidad, para garantizar un enfriamiento promedio adecuado de la región de alto flujo de calor adyacente al borde delantero que se puede preseleccionar a, pero al hacerlo, se sobreenfriamiento seleccionado densidad de poros borde de aguas abajo de perfil aerodinámico digno de limitar los puntos calientes y puntos fríos líder. Alternativamente, si se reduce selectivamente aguas abajo del borde de ataque de la densidad de poros, reducir la transferencia de calor y para evitar el exceso de refrigeración mediante la reducción de la refrigeración, la deseada dada la temperatura media metal, adyacente para tener una variación de la temperatura entre los agujeros se incrementa, por tanto, la diferencia entre el punto caliente y aumenta de puntos fríos. El empleo de una alta densidad de poros con superenfriada, perdiendo el aire de refrigeración. Por otro lado, cuando se emplea la baja densidad de agujeros, fatiga debido al calor se incrementa, la vida útil efectiva de la superficie de sustentación se acorta. Por lo tanto, por lo general, teniendo entre ellas, el aumento de los puntos calientes y puntos fríos para reducir el sobreenfriamiento, está cambiando densidad de poros.
Por consiguiente, un objeto de la presente invención es proporcionar una superficie de sustentación, que es un nuevo y mejorado tener deflector de choque disponible de aire de refrigeración comprimido con mayor eficacia. Otro objeto de la presente invención es proporcionar un deflectores de colisión y la mejora efectiva nuevo para obtener una pluralidad de relación de presión que corresponden a diferentes regiones del flujo de calor para orificios de choque.
Otro objeto de la presente invención, el área de la región y el alto flujo de calor bajo flujo de calor, para proporcionar un deflector de choque a fresco con eficacia sin ellos sobreenfriamiento. Todavía otro objeto de la presente invención, mientras se mantiene una temperatura media predeterminada de la superficie de sustentación, es proporcionar un deflector de choque efectiva para reducir la diferencia entre el punto caliente y los puntos fríos en la superficie de sustentación.
Medios para resolver el problema
Efecto de la invención
Breve descripción de los dibujos
boquilla de turbina de la figura 1 el motor de turbina de gas está parcialmente vista en sección axial que ilustra la parte dispuesta axialmente entre las etapas de pala de rotor.
Los álabes de tobera que incluyen deflector de choque de la figura 2. La figura 1 es una vista en sección transversal tomada en la dirección dos de 2 hilos.
La figura 3 es una vista en perspectiva del deflector de choque usado en el álabe de tobera ilustrado en las figuras.
Es una vista en sección longitudinal del deflector de choque de la Figura 4. La Figura 3.
Es una vista superior del deflector de choque de la Fig. 5 Fig.
10 boquilla de turbina
12 superficie aerodinámica
36 Aire comprimido
38 deflector
40 Superficie interna de la lámina de aire
44 Primer aspecto
46 Segundo aspecto
48 Borde frontal
50 borde trasero
52 Arriba
54 Parte inferior
Entrada 56
56 una porción frontal
56 b parte trasera
58 Agujero de impacto
60 mamparo
62 colector delantero
64 colector trasero
66 canal de colisión
Reclamo
Una primera y segunda superficies laterales que están conectadas en la reivindicación 1 los extremos delanteros y traseros, un parte superior, y un deflector hueco que tiene una parte inferior, un colector frontal que se extiende desde la pared de separación a dicho extremo delantero , con el fin de definir un colector posterior que se extiende desde el mamparo al extremo trasero, está espaciado entre el extremo delantero y el extremo trasero con extiende entre la parte inferior y la parte superior del deflector una partición están, están dispuestos en la parte superior, provisto de una entrada para guiar el aire comprimido para el deflector, la entrada, la primera porción del aire comprimido para guiar directamente al colector de frente una parte frontal provista en el colector de frente en comunicación de flujo con, una segunda parte de la sección trasera colector posterior que se proporciona en el colector trasero y la relación comunicación de flujo de guiado directamente al aire comprimido Comprenden y la porción trasera de la entrada, como la presión en la segunda parte del aire comprimido en el colector trasera es menor que la presión de la primera porción del aire comprimido en el colector de frente, la compresión tiene dimensiones que proporcionan una caída de presión predeterminada en la segunda parte del aire, el primer y segundo lados de dicho deflector incluye un orificios de choque para descargar el aire comprimido desde el colector delantero y trasero Dispositivo.
parte trasera de la reivindicación 2 en el que el dispositivo de entrada de la reivindicación 1, se proporciona adyacente a la parte superior de dicho deflector en la pared de separación.
parte trasera de la reivindicación 3 en el que el dispositivo de entrada de la reivindicación 2 que incluye una pluralidad de agujeros para guiar el colector trasero una segunda porción de dicho aire comprimido como un todo.
Con el fin de definir un canales de colisión entre la reivindicación 4 en el que el deflector, separado del deflector con rodea el deflector, como refrigeración por choque por la primera y segunda porciones de dicho aire comprimido una superficie interna frente a los orificios de choque de dicho deflector, dijo que los orificios de choque incluye además perfil aerodinámico que tiene una superficie exterior que mira hacia la dirección opuesta, la porción trasera de la entrada, y el colector trasero el aparato de la reivindicación 3 que tiene una más pequeña se convierte en tales dimensiones que la relación de presión entre la relación de presión de los canales de colisión y el colector frontal entre el canal de pinzamiento.
La Reivindicación 5 en el que la superficie de sustentación Un aparato de acuerdo con la reivindicación 4 que comprende un lado cóncavo y convexo es el extremo posterior cerca de la imperforado dicho deflector de pared de separación cerca de dicho deflector.
6. El perfil aerodinámico, dicho sólo incluye un deflector, el colector frontal de dicho deflector, dicho proporcionado adyacente al borde de ataque de la superficie aerodinámica, el colector posterior del deflector, alas intermedia de dicha superficie de sustentación aparato según la reivindicación 5 previsto en la zona acorde.
7. La superficie de sustentación, el mejor en el borde frontal cerca ha recibido un mayor flujo de calor cerca de la región midchord, orificios de choque del deflector, el coeficiente de transferencia de calor de la superficie interior del perfil aerodinámico es la parte trasera el aparato de la reivindicación 6, que donde se opone al colector tiene una superior se convierte en tales dimensiones y la forma en que se opone al colector frontal.
orificios de choque de la reivindicación 8 en el que el dispositivo de pantalla de acuerdo con la reivindicación 6 que tiene una mayor densidad media en el colector frontal que en el colector trasero.
La reivindicación 9, en el que la superficie de sustentación Un aparato de acuerdo con la reivindicación 6 es un álabe de estator.
Dibujo :
Application number :1994-010704
Inventors :ゼネラル?エレクトリック?カンパニイ
Original Assignee :ロバート?アラン?フレデリック、マーク?スティーブン?ハンコンプ